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楊利明/李敏Nature子刊：非晶態(tài)MoOx作吸附劑從廢水中去除和回收Ag

廢水中的銀離子（Ag⁺）是一種主要污染物，同時白銀需求的增加和相對稀缺，因此回收金屬銀具有重要有意義。然而，廢水是許多不同金屬鹽的復雜混合物，開發(fā)對銀離子具有高特異性的可回收吸附劑仍然是一個主要挑戰(zhàn)。

基于此，南昌航空大學楊利明博士和重慶科技大學李敏副教授（共同通訊作者）等人報道了一種混合價（Mo(V)和Mo(VI)）的氧化鉬（MoO_x）吸附劑，其對Ag⁺具有高選擇性（分配系數(shù)為6437.40 mL g^?1），吸收容量為2605.91 mg g^?1。

該吸附劑對廢水中Ag⁺的回收率為97.9%，有助于其實際應用。此外，MoO_x可在Ag回收后循環(huán)使用，5次循環(huán)后回收率可達97.1%。

通過DFT計算，作者模擬了MoO_x和MoO_x-Ag（MoO_x沉積金屬Ag）捕獲Ag⁺的過程。

DFT計算表明，Ag⁺在MoO_x上還原沉積過程中可能發(fā)生多個中間過程。MoO_x-Ag上的*OH、*O和*OOH（*表示MoO_x和MoO_x-Ag上的活性位點）的自由能大于MoO_x上的自由能，說明Ag的沉積提高了MoO_x的表面活性。

MoO_x上的速率決定步驟為自由能為2.317 eV的*O→*OOH轉(zhuǎn)變，而MoO_x-Ag上的速率決定步驟由*O→*OOH轉(zhuǎn)變?yōu)?OOH→O₂。

更重要的是，MoO_x-Ag表現(xiàn)出比MoO_x更低的Ag⁺→*Ag自由能（分別為-0.756 eV和-0.967 eV），表明Ag⁺比MoO_x更容易還原沉積在MoO_x-Ag上。

在Ag⁺捕獲過程中，MoO_x表面的中間反應可以為后續(xù)的Ag⁺還原提供額外的電子，而沉積在MoO_x上的Ag降低了進一步還原沉積Ag⁺的能壘，導致更多的Ag⁺被還原。此外，DFT計算結(jié)果表明，MoO_x表面的中間過程產(chǎn)生了質(zhì)子。

Mixed-valence molybdenum oxide as a recyclable sorbent for silver removal and recovery from wastewater. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-37143-2.

https://doi.org/10.1038/s41467-023-37143-2.

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/09/413d9cb093/

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