Self-assembling fluorescent hydrogel for highly efficient water purification and photothermal conversion

光热治疗 材料科学 饮用水净化 化学工程 化学 自愈水凝胶 荧光 生物物理学 纳米技术 高分子化学 有机化学 光学 物理 工程类 生物
作者
Meng Li,Mengqing Yang,Bowen Liu,Hongmin Guo,Haotian Wang,Xiaoning Li,Lidong Wang,Tony D. James
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:431: 134245-134245 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.134245
摘要

Employing fluorescent hydrogels for hazardous Hg(II) detection and removal is an efficient method for water purification. However, it remains challenging to establish a fluorescent system with low detection limit and high adsorption capacity that can readily be upcycled into a valuable material resource. Herein, we report on a fluorescent hydrogel with 0D sulfydryl-based carbon dots that are self-assembled with a 3D hydrogel network. The cellulose-based hydrogel exhibited good sensitivity for the detection of Hg(II) over a range from 0 to 40 µM with a limit detection of 3.0 × 10-6 M. The adsorption experiments confirmed that the cellulose-based hydrogel exhibits good Hg(II) extraction capacity of over 662.25 mg g−1 at room temperature, and can effectively reduce the Hg concentration to attain acceptable levels that comply with industrial water standards (0.05 mg L-1). Subsequently, we used a facile strategy to convert the exhausted waste adsorbent by in-situ sulfurization into a suitable material for solar steam generation. The as-prepared upcycled aerogel evaporators exhibited excellent evaporation rates of ∼ 1.30 kg m−2 h−1 under one sun irradiation. These results not only provide a strategy for heavy metal ion recognition and adsorption, but also provide a route to recycle hazardous waste for seawater desalination.
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