近日，我院馮慶革教授團隊在功能化殼聚糖凝膠珠對水中汞的動态高效捕獲及應用性能的研究取得重要進展，研究成果以 “A renewable and functionalized chitosan gel bead for statically and dynamically capturing aquatic Hg(II) with a prominent capacity” 為題發表在國際期刊《Separation and Purification Technology》（中科院，工程技術/化工類1區期刊，IF =8.6）上發表。論文第一作者為碩士研究生張志恒和陳子軒，通訊作者為林海英博士，太阳成集团為唯一通訊單位。該項研究工作得到了廣西壯族自治區教育廳環境保護重點實驗室的大力協助，以及國家自然科學基金（22166006）和廣西自然科學基金（2020GXNSFAA297011）的支持。
BCTTC功能化殼聚糖凝膠珠去除水中汞的機理及動态吸附性能研究
汞是一種劇毒且可生物累積的重金屬，然而，它也是一種不可或缺的催化劑，參與很多如化工、冶金、電子産品、輕工、醫藥等工業生産中，因此高效地富集并回收工業廢水中的汞既能避免汞進入周邊水體産生污染，又能促進工業中汞的綠色循環使用，具有重要的現實意義。殼聚糖為天然多糖甲殼素脫除部分乙酰基的産物，其分子中的氨基、羟基可以與金屬離子形成穩定的螯合物，但這些基團對劇毒重金屬汞缺乏特異性吸附。目前研究聚焦于殼聚糖基粉狀納米材料，存在含汞的納米材料難以回收，可能對受納水體産生二次污染的問題。
針對上述難題，課題組以雙（羧甲基）三硫代碳酸鹽(BCTTC)為改性劑，通過酰胺化反應接枝到殼聚糖基的凝膠珠上，後續以石油醚的溶劑替換結合冷凍幹燥法，制得3-5 mm的富含硫、氮的内部蜂窩狀多孔的殼聚糖凝膠珠。研究結果顯示該材料具有較強的耐酸性和抗幹擾性，最大吸附容量高達1139.82 mg/g；它可将水中的汞從高濃度500 mg/L顯著地降至17 µg/L，且在4 h内達到吸附平衡；這些吸附性能均高于已有報道的凝膠珠類材料。此外，凝膠珠在動态填充柱中展示了快速且高容量的動态吸附能力、良好的再生性。這些優異的性能主要得益于材料中的含硫、氮、氧基團對汞的高親和力，以及内部發達的多孔結構便于汞的質量傳輸，本研究為功能化殼聚糖基材料的制備提供了一種新思路，也為水環境中重金屬污染物汞的淨化及修複提供了一種優選材料。
論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.124941
最後，本課題組在工業廢水中汞的富集技術研發的成果也發表在相關的期刊，論文鍊接如下：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653523018854
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343722017250
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775722002217
