鉻(Cr)常用于電鍍、制革、染色等工藝,是應用最廣泛的重金屬之一。Cr元素主要以Cr(III)和Cr(VI)的形式存在。其中Cr(III)毒性低,是人體健康所必需的元素。而Cr(VI)具有可溶性和致癌性,對人體有著極大的危害,因此被許多國家被列為重點污染物。零價鐵(Zero-valent iron, ZVI)由于具有還原和吸附作用,逐漸成為處理含Cr(VI)廢水的重要材料之一。此外,ZVI還具有制備成本低、活性高、易分離和環境友好等特點。但ZVI在實際使用中存在容易被氧化和容易團聚的缺點。因此開發具有空氣穩定性和高效分離特性的ZVI基除鉻材料是必要的。
天津工業大學陳英波教授團隊研制了以Fe(0)為基體,以具有抗氧化作用的單寧酸(TA)為穩定劑,以聚乙烯亞胺(PEI)為表面修飾劑的具有高效去除Cr(VI)能力的Fe-TA-PEI-10復合粒子。該吸附劑在溶液中具有良好的分散性能,沒有明顯的團聚現象。TA和PEI的使用降低了電子傳遞阻力,增強了電子傳遞,有利于通過吸附/還原作用有效去除溶液中的Cr(VI)。此外,由于Fe-TA-PEI-10中含有氨基和酚羥基,使得該吸附劑表現出對Cr(VI)優異的選擇性。Fe-TA-PEI-10對Cr(VI)的去除數據符合Langmuir模型,最大吸附量為161.6 mg/g。此外,Fe-TA-PEI-10表現出優異的空氣穩定性。暴露于空氣中30天后,吸附劑仍對Cr(VI)表現出較高的去除能力。