•使用DFT核算解析了氮掺杂多孔碳和Cr (VI)间的吸附能和彼此效果。
水中重金属离子的毒性与其赋存形状严密相关。例如，六价铬（Cr (VI)）的毒性比三价铬（Cr (III)）高出100倍。但是，现有去除Cr (VI)的战略往往一般面对耗费很多化学试剂、运转本钱高和二次污染等问题，亟待开发高效、低耗的处理技能。吸附法具有效率高、本钱低、操作简略快捷和环境友好性等特色，而怎么同步完成Cr (VI)的吸赞同脱毒是重要的研讨课题。
本文开发了生物质基Cr (VI)吸附剂，经过丝瓜络的直接碳化、碱活化和掺杂改性等进程，合成了氮掺杂生物质碳(NHPC)。NHPC出现一种分级的微/介孔层状结构，有着非常丰富的含氮官能团(1.33 at%)、大比表面积(1792.47 m2/g)和孔体积(1.18 cm3/g)，因此表现出比无氮掺杂(HPC)或原始丝瓜络碳更高的Cr (VI)吸附容量。此外，本文还调查了pH、吸附剂用量、吸附时刻、温度和Cr (VI)初始浓度等工艺参数对NHPC吸附Cr (VI)的影响。Cr (VI)的吸附动力学契合拟二级模型(R2 ≥ 0.9983)，吸附等温线契合Langmuir模型，在298 K时的最大Cr (VI)吸附量分别为227.27mg/g。经过四次吸附-解吸试验证明晰NHPC具有杰出的再生才能。
模型剖析标明，Cr (VI)在NHPC上的吸附是一个吸热的自发进程，Cr (VI)的去除进程还涉及到复原和吸附的混合机理，首要体现为范德华力、静电招引、Cr (VI)原位复原和化学络合等协同效果。DFT核算依据成果得出，NHPC与Cr (VI)间的吸附能(-0.84 eV)低于HPC(-0.51 eV)，标明氮掺杂能够大幅度增强NHPC与Cr (VI)之间的彼此效果。综上所述，本文开发的生物质基吸附剂有望为水中Cr (VI)的高效去除供给一条切实可行的处理思路。
本文以丝瓜络为质料合成了一种具有多级孔结构的高效生物质衍生吸附剂，可完成水中Cr (VI)的高效去除。本文阐明晰制备参数与吸附功能间的构效联系，结合理论核算和试验研讨清晰了吸附剂与Cr (VI)间的彼此机制，研讨成果有望为水中高毒性变价重金属离子的选择性去除供给一种有用战略。
刘艳彪，东华大学教授，FESE青年编委。首要是做环境纳米技能范畴的研讨，以榜首/通讯作者在Accounts of Chemical Research（1篇）、ES&T（5篇）、WR（2篇）和ACB（7篇）等环境范畴威望期刊宣布论文100余篇，总被引5000余次，H指数42。荣获IWA创始水星奖（2021）、CCL青年科学家奖（2021）和我国纺织工业联合会科学技能进步一等奖（2019）。掌管国家自然科学基金（面上项目）和上海市自然科学基金等多项研讨课题。个人主页：
郑文天，女，25岁，东华大学环境科学与工程学院2022级博士研讨生，导师为刘艳彪教授，研讨方向为电活性别离膜技能。
