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Mo₃S₁₃^2-插層雙金屬氫氧化物:高選擇性去除重金屬及銀離子還原為單質(zhì)銀

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自水生生態(tài)體系和工業(yè)廢水中去除有毒重金屬離子具有重要研究意義和應用價值。含重金屬離子(Hg²⁺、Pb²⁺等)的工業(yè)廢液排放到水體中，對人體和環(huán)境有毒害作用，因此將高毒性重金屬從水污染環(huán)境中去除是十分必要。此外，銀是一種貴金屬，在現(xiàn)代電子、醫(yī)藥和化學催化領域具有重要應用。貴金屬銀一般從低豐度含銀礦物中提取，同時伴生多種其它金屬如鋅、鉛、銅等。因此，從污染水環(huán)境去除Hg²⁺等重金屬和高選擇性提取貴金屬銀，具有重要研究價值。

層狀雙金屬氫氧化物(LDH)是一種低成本吸附劑，通過插層和離子交換等方法對LDH功能化，引入與金屬離子具有強結合力的活性基團，可大大提高吸附性能。S作為軟的路易斯堿，與軟路易斯酸的重金屬離子具有高的親和力，可提升對重金屬離子的捕獲力。本工作通過離子交換方法將多硫陰離子簇Mo₃S₁₃^2-插入LDH層間，開發(fā)出一種新型吸附劑Mo₃S₁₃-LDH。該吸附劑對Ag⁺ (1073 mg/g)和Hg²⁺ (594 mg/g)具有極高的吸附能力和選擇性。同時，在高濃度Cu²⁺體系，該吸附劑對痕量Ag⁺具有出色的分離能力，為有效地從低品位含銀礦物中提取銀提供可能。更最重要的是，Mo₃S₁₃-LDH可以利用其所含Mo⁴⁺和(S₂)^2-的還原作用, 將Ag⁺還原為單質(zhì)銀，在不同離子濃度下，可形成微米級銀絲及銀納米帶，利于批量銀單質(zhì)的分離提取，以及銀納米催化劑的構建。Mo₃S₁₃-LDH材料作為一種高效吸附劑，在重金屬污染水處理和貴金屬提取方面具廣闊應用前景。

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該工作由北京師范大學化學學院馬淑蘭教授與美國西北大學Kanatzidis教授合作完成，北京師范大學化學學院為第一完成單位，論文第一作者為北師大化學院博士生楊利肖，共同通訊作者袁萌偉博士后。論文題目為“Mo₃S₁₃^2- Intercalated Layered Double Hydroxide: Highly Selective Removal of Heavy Metals and Simultaneous Reduction of Ag⁺ Ions to Metallic Ag⁰ Ribbons”, 該研究成果近期（2021.11）發(fā)表在國際著名期刊《德國應用化學》Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.202112511.

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