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Mineralization and electroreduction-recycling of toxic Pb2+ ions using memory-effect of layered double hydroxide structure with ultrahigh capacity

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作者
Changjuan Li,Zixian Li,Jikang Wang,Wenbo Xiong,Hong Yan,Yiling Bai,Dermot O’Hare,Yufei Zhao
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:462: 141926-141926 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.141926
摘要

Lead (Pb) as one of the most widespread toxic heavy metals in both water distribution systems and in surface water, it still remains a challenge to quickly and completely remove/recycle Pb ions from these systems. Herein, the obtained Mg2Fe-mixed metal oxides (Mg2Fe-MMO) through calcination of Mg2Fe-Cl-layered double hydroxide (Mg2Fe-Cl-LDH) showed extremely high mineralized capacity for Pb ions with removal figures of 2406 mg/g. This performance is superior to most reported materials, and can rapidly purify Pb2+ at 1 ppm to safe levels (12 ppb). X-ray absorption fine structure (XAFS) studies revealed a transformation from MgFe-MMO to defective Mg2Fe-CO3-LDH with the Pb ions sequestering OH− from Mg2Fe-CO3-LDH to form a solid precipitate. Moreover, the mineralized products could be recycled by electrolysis to obtain metallic lead, providing a new opportunity for pollution remediation and the recovery of metal lead. This work provides a new route for Pb ions removal from wastewater and the potential for utilization of the recycled Pb resource.
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