合肥研究院利用超薄单晶多孔氧化锌纳米片去除水环境中的六价铬污染

中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所仿生功能材料与传感器件研究中心“973”项目首席科学家刘锦淮研究员和中科院“引进海外杰出人才”黄行九研究员领导的课题组研究人员在去除水环境中重金属污染物研究方面取得新的突破。

Cr(VI)为常见的高毒性重金属污染物，皮肤接触可能导致过敏、湿疹；吸入会造成不同程度的沙哑、鼻粘膜萎缩；食入会引起呕吐、腹疼、致癌。并且Cr(VI)还有可能造成遗传性基因缺陷，对环境具有持久性危害。在众多Cr(VI)的处理方法中，光催化法是一种高效且清洁的处理方法，通过将高毒性Cr(VI)光催化还原成低毒性且是人体内必需的Cr(III)，可以有效降低铬离子的危害。

智能所科研人员在Cr(VI)的高效光催化材料方面进行了系统的研究。他们制备出了一种厚度仅为12nm的超薄单晶多孔ZnO纳米片。实验表明，多孔结构在纳米片的表面造成了大量具有高催化活性的缺陷，这些缺陷作为空穴捕捉位点可以有效地提高材料对Cr(VI)光催化还原效率。同时，研究人员还发现，当体系里有有机物与Cr(VI)共存时，超薄单晶多孔ZnO纳米片对Cr(VI)和有机物的催化还原和催化降解效率可以同时提高。该研究成果已发表于环境类期刊《危险材料杂志》，评审人认为“这是一项有趣、新颖且有用的工作”。

该项研究工作得到了国家重大科学研究计划项目“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”、中科院“引进海外杰出人才”百人计划项目以及国家自然科学基金项目等的支持。

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超薄单晶多孔ZnO纳米片及其去除六价铬污染原理示意图