Carboxylated Graphene for Radical-Assisted Ultra-Trace-Level Water Treatment and Noble Metal Recovery

吸附剂 石墨烯 贵金属 吸附 材料科学 水溶液中的金属离子 金属 水处理 饮用水净化 化学工程 无机化学 化学 催化作用 纳米技术 吸附 有机化学 环境科学 冶金 环境工程 工程类
作者
Jan Kolařík,Aristides Bakandritsos,Zdeňěk Baďura,Rabindranath Lo,Giorgio Zoppellaro,Štěpán Kment,Alberto Naldoni,Yu Zhang,Martin Petr,Ondřej Tomanec,Jan Filip,Michal Otyepka,Pavel Hobza,Radek Zbořil
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:15 (2): 3349-3358 被引量:47
标识
DOI:10.1021/acsnano.0c10093
摘要

Sorption technologies, enabling removal of heavy metals, play a pivotal role in meeting the global demands for unrestricted access to drinking water. Standard sorption technologies suffer from limited efficiency related to the weak sorbent-metal interaction. Further challenges include the development of technologies enabling smart metal recovery and sorbent regeneration. To this end, a densely functionalized graphene, with 33% by mass content of carboxyl groups, linked through direct C-C bonds (graphene acid, GA) represents a previously unexplored solution to this challenge. GA revealed excellent efficiency for removal of highly toxic metals, such as Cd2+ and Pb2+. Due to its selective chemistry, GA can bind heavy metals with high affinity, even at concentrations of 1 mg L-1 and in the presence of competing ions of natural drinking water, and reduce them down to drinking water allowance levels of a few μg L-1. This is not only due to carboxyl groups but also due to the stable radical centers of the GA structure, enabling metal ion-radical interactions, as proved by EPR, XPS, and density functional theory calculations. GA offers full structural integrity during the highly acidic and basic treatment, which is exploited for noble metal recovery (Ga3+, In3+, Pd2+) and sorbent regeneration. Owing to these attributes, GA represents a fully reusable metal sorbent, applicable also in electrochemical energy technologies, as illustrated with a GA/Pt catalyst derived from Pt4+-contaminated water.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
chiien完成签到 ,获得积分10
1秒前
吉吉完成签到,获得积分10
10秒前
yindi1991完成签到 ,获得积分10
10秒前
凡凡完成签到,获得积分10
15秒前
tingalan完成签到,获得积分0
18秒前
无情的问枫完成签到 ,获得积分10
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
26秒前
nav完成签到 ,获得积分10
27秒前
gexzygg应助Ymx123采纳,获得10
29秒前
跳跃的鹏飞完成签到 ,获得积分0
30秒前
35秒前
勤劳的颤完成签到 ,获得积分10
39秒前
数乱了梨花完成签到 ,获得积分0
40秒前
lllate完成签到 ,获得积分10
43秒前
46秒前
tcheng发布了新的文献求助10
53秒前
甜乎贝贝完成签到 ,获得积分10
56秒前
CHANG完成签到 ,获得积分10
57秒前
bkagyin应助tcheng采纳,获得10
59秒前
puritan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
崩溃完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
tcheng发布了新的文献求助10
1分钟前
1111完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
铜豌豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
神内小天使完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
少年完成签到 ,获得积分10
2分钟前
沉静香氛完成签到 ,获得积分10
2分钟前
冷静冰萍完成签到 ,获得积分10
2分钟前
HHW完成签到,获得积分10
2分钟前
Ray完成签到 ,获得积分10
2分钟前
长孙烙完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
桂花酒酿慕斯完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
Rousseau, le chemin de ronde 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5539114
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4625935
关于积分的说明 14597077
捐赠科研通 4566744
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2503536
邀请新用户注册赠送积分活动 1481524
关于科研通互助平台的介绍 1453020