新型纳米复合材料被提出用于在复杂环境中高效去除六价铬

纳米零价铁(nZVI)因其较大的比表面积和较高的还原活性而常用于去除重金属污染物铬(VI)。然而，其去除痕量重金属的效果似乎有限，并且对环境 pH 值敏感。

中国科学院合肥物质科学研究院吴正彦教授和张佳教授领导的研究小组最近提出了他们的解决方案。在《化学工程杂志》上发表的研究中，他们设计了结合了原电池反应和纳米限制效应的铁基纳米复合材料。

“这是一个重要的进展，”吴教授说。“这种材料能够很好地去除酸性或碱性水中的痕量六价铬(Cr(VI)) ，这可以为我们提供一种在困难条件下清除重金属污染的新方法。”

他们上面提到的神奇纳米材料是铁铜原电池(CnZVI/Cu)。它由带有纳米裂纹的 nZVI 和 Cu 纳米团簇组成。通过利用原电池反应加速电子转移并通过纳米限域效应调节反应环境，它们可以有效去除酸/碱水中的痕量Cr(VI)。

研究人员进一步分析了制备的CnZVI/Cu复合材料，并研究了其在不同pH范围内对痕量Cr(VI)的还原率和修复性能。基于理论计算研究了纳米裂纹的平均pH值和碱性溶液中质子极限的空间异质性。结果表明，纳米限域效应可以帮助碱性条件下的原电池反应有效修复Cr(VI)。

此外，Cr的二次释放和生物安全实验表明CnZVI/Cu既具有环境稳定性又具有生物安全性。

研究人员表示，这种创新纳米材料在有效去除不同 pH 值废水中 VI 方面显示出巨大的前景，表明在重金属污染修复方面具有广泛的实际应用潜力。