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:37
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
capx完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Zack完成签到,获得积分10
2秒前
cath完成签到,获得积分10
2秒前
科研鸟发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
当里个当完成签到,获得积分10
4秒前
sunshine完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Estrella完成签到,获得积分10
6秒前
小马甲应助小太阳采纳,获得10
6秒前
ccchengzi发布了新的文献求助10
7秒前
大模型应助早晚会疯采纳,获得10
8秒前
cuckoo发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
10秒前
SciGPT应助小鱼儿采纳,获得10
11秒前
ddsyg126发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
虞紫山完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
16秒前
16秒前
地表飞猪应助leo采纳,获得10
18秒前
早晚会疯发布了新的文献求助10
20秒前
PANYIAO完成签到,获得积分10
20秒前
angelsknight发布了新的文献求助30
20秒前
cuckoo完成签到,获得积分10
21秒前
Zhang完成签到,获得积分10
21秒前
vvvv发布了新的文献求助30
21秒前
暄anbujun发布了新的文献求助10
22秒前
SYLH应助阿宋采纳,获得30
25秒前
反方向的枫完成签到,获得积分10
27秒前
一梦三四年完成签到 ,获得积分10
28秒前
暄anbujun完成签到,获得积分10
29秒前
幕白okk完成签到,获得积分10
30秒前
30秒前
31秒前
哌替啶发布了新的文献求助20
31秒前
花花完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966388
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511817
关于积分的说明 11160082
捐赠科研通 3246443
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793422
邀请新用户注册赠送积分活动 874427
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804388