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化学科学与工程学院在重(贵)金属污染物去除研究中取得系列进展

2021-12-16  

近期,云南大学化学科学与工程学院教师团队在重()金属污染物去除研究中取得系列进展。

/重金属的低效开发与去除不仅造成了大量资源浪费,而且给环境带来了严重的污染。在碳中和的大背景下,推进环境污染治理过程中贵重金属的高效去除及二次资源回收再利用对实现双碳目标具有重要的意义。

进展1:屈庆教授针对铬、铅等重金属的污染,基于巨大芽孢杆菌开发了一系列重金属污染治理的生物工艺,实现了重金属升级转化。利用该菌株对不同浓度的Cr(VI)废水进行修复,研究发现即使在高浓度Cr(VI)废水中(Ccr(VI)= 300 mg/L),铬的去处效率仍高达99%;更为重要的是:从废水中回收得到了一种具有良好水分解催化性能的bio-Cr2O3 NPs。为了扩大巨大芽孢杆菌在重金属污染修复的范围,课题组又设计了一种多重pH-微生物开关,在特定的pH下捕获土壤中的Pb(II),并将其转化为bio-Pb/PbO NPs。研究发现在Pb(II)的初始浓度为1 mg/L时,bio-Pb/PbO NPs的回收率高达77.54%;实际污染土壤研究还发现该方法具有良好的选择性,其它金属离子的存在对bio-Pb/PbO NPs的分离无干扰。在1 M KOH中,bio-Pb/PbO NPs表现出较高的水分解产氢催化活性。

相关研究结果分别在国际期刊Chemical Engineering JournalIF:13.273)和Journal of Hazardous Materials IF=10.588)上以“Facile and clean separation of Pb(II) from soil and recycling by pH-triggered microbial technology”(Chem Eng J, 2021, 424, 130394. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130394) “A sustainable way to reuse Cr(VI) into an efficient biological nanometer electrocatalyst by Bacillus megaterium”J Hazard Mater2021, 409, 124942. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124942)为题发表。化学科学与工程学院博士研究生李顺灵为第一作者,屈庆教授和李蕾副研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金以及云南大学“东陆学者”的资助。

进展2:黄章杰教授/谢小光教授开展合作研究,以碱性氰化液为研究介质,采用计算机辅助设计技术,模拟了功能单体与金属氰化物模板离子的相互作用情况,制备出铂族金属氰化物分子识别材料,用于碱性氰化液介质中铂族金属高效分离。为铂族金属最佳固相萃取体系的构建提供了理论指导,丰富和发展了萃取化学理论。

相关研究成果在Journal of Hazardous Materials IF=10.588)上以 “Removal of metal-cyanide complexes and recovery of Pt(II) and Pd(II) from wastewater using an alkali–tolerant metal-organic resin”为题发表(J Hazard Mater2021, 406, 124315. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124315)。 化学科学与工程学院博士研究生陈慕涵为论文第一作者,黄章杰教授和谢小光教授为通讯作者。该系列工作得到了国家自然科学基金的资助。

进展3:杨项军教授针对阳宗海泉水受砷、磷污染的问题,将铁基MOF材料中引入铈对中心金属离子的配位环境进行调控,致使MOF中产生大量的晶体缺陷,暴露出更多的活性位点,从而显著提升了对砷、磷污染物的共去除性能。该材料在阳宗海受污染泉水应用时不仅表现出强的抗干扰性能,而且能高效去除泉水中的砷、磷复合污染物。材料结构稳定,经过4次循环后仍能保持优异的砷磷共去除性能。

相关研究成果在国际期刊Journal of Hazardous Materials IF=10.588)上以“Cerium-doped MIL-101-NH2(Fe) as superior adsorbent for simultaneous capture of phosphate and As(V) from Yangzonghai coastal spring water”为题发表(J Hazard Mater2022, 423, 126981. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126981)。化学科学与工程学院硕士研究生刘萌为第一作者,杨项军教授和王世雄副研究员为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金的资助。

供稿:化学科学与工程学院

编辑:李哲

责任编辑:王崴


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