近日，我院先进膜材料与过程团队在《Journal of the American Ceramic Society》期刊上发表题为“Adsorption behaviors and mechanism of heavy metals onto attapulgite functionalized by polyamine silane”的论文，该研究得到了国家自然科学基金面上项目的支持。《Journal of the American Ceramic Society》是美国陶瓷学会会刊，材料科学2区期刊（中科院SCI期刊分区）。

  凹凸棒石黏土是苏皖地区特色矿产资源，储量丰富，主要成分为凹凸棒石，对其功能化修饰是提高性能和附加值的有效途径。发展简单、有效的改性方法，使纳米凹凸棒石有效吸附去除水中不同类型的污染物，具有重大的环境意义与应用价值。本研究以提高纳米凹凸棒石对重金属离子(Pb²⁺)废水吸附容量为目标，开展氨基硅烷改性纳米凹凸棒石吸附材料的制备。通过静态吸附实验，利用制备的氨基硅烷改性纳米凹凸棒石为吸附剂，研究其对重金属离子(Pb²⁺)吸附性能和吸附行为。考察吸附剂用量、吸附时间、溶液pH值和不同初始浓度对吸附效果的影响。氨基硅烷改性纳米凹凸棒石吸附材料KH-912-ATP、KH-602-ATP、KH-103-ATP和ATP对重金属离子(Pb²⁺)的吸附性能研究表明，在温度为25 ^oC，初始浓度为100 mg/L时，0.075 g 氨基硅烷改性纳米凹凸棒石吸附材料吸附Pb²⁺ 30 min均达到平衡，在前5 min吸附速率较快。溶液的pH值对Pb²⁺去除率影响较大，低pH值条件下，对Pb²⁺的去除率低，随着pH值的升高，去除率和吸附量也随之加大，但是pH值过大以后，Pb²⁺容易形成沉淀，反而使吸附剂的利用率降低。综合考虑去除率和平衡吸附量最终选择pH值在4-6.5范围内为吸附介质的酸度环境分析Pb²⁺。实验条件下，纳米凹凸棒石和氨基硅烷改性纳米凹凸棒石吸附材料对重金属离子Pb²⁺的吸附过程都符合拟二级动力学，吸附等温线较好的符合Langmuir吸附等温方程。在25 ^oC下氨基硅烷改性纳米凹凸棒石吸附材料KH-912-ATP、KH-602-ATP、KH-103-ATP和ATP的最大饱和吸附量顺序为：28.563 mg/g、78.802 mg/g、61.125 mg/g、82.169 mg/g。采用分子动力学模拟和XPS分析表征研究了氨基硅烷改性纳米凹凸棒石吸附材料对Pb²⁺的吸附机理，结果表明，Pb²⁺成功吸附于氨基硅烷改性纳米凹凸棒石吸附材料表面，主要是改性吸附剂中的氨基与Pb²⁺形成-NH₂Pb²⁺共价键，是一个复杂的吸附过程。

文章链接：https://doi.org/10.1111/jace.17604