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該論文由清源創新實驗室化工過程強化科研團隊成員、福州大學化工學院博士研究生湯端蓮為第一作者，通訊作者為清源創新實驗室化工過程強化科研團隊負責人、福州大學化工學院邱挺教授和陳杰副教授。該研究工作開發了一種新型的殼聚糖-共軛微孔聚苯胺（CMPA-CS），通過在共軛微孔聚苯胺上錨定殼聚糖，提高了CMPA上吸附位點的密度也改善其孔結構，實現了CMPA-CS對Hg(II)深度脫除。相關研究成果以“Wettability Tunable Conjugated Microporous Poly(aniline)s for Long-term, Rapid and ppb Level Sequestration of Hg(II)”為題發表在《Chemical Engineering Jounal》期刊上。

圖1 CMPA-CS吸附劑的合成示意圖

共軛微孔聚苯胺（CMPAs）是一種引人注目的吸附劑平臺材料，用于從水中選擇性捕獲有毒重金屬離子。然而，其疏水性、單一的N雜原子和微孔特性，使其難以實現重金屬離子的ppb級別深度處理。通過一步法將親水性的殼聚糖與疏水性的共軛微孔聚苯胺接枝合成CMPA-CS，復合材料CMPA-CS具有良好的潤濕性及促進離子傳輸效率的分級介孔結構，其獨特氮和氧基團協同螯合作用實現了深度捕獲Hg(II)的目的。此外，CMPA-CS表現出極寬的pH適應性、大容量、超快的去除速率、高親和力和強大的抗干擾性能。在閩江河水樣中，Hg(II)濃度可從0.578 ppm降至低于1.106 ppb，低于美國環境保護署（EPR）飲用水標準的2 ppb。

圖2 CMPA-CS的孔道孔隙及潤濕性能測試

圖3 CMPA-CS的Hg(II)吸附性能

該工作得到國家自然科學基金（22278077，22108040）、清源創新實驗室重點項目（00221004）、福建省自然科學基金（2020J05130）、福建省自然科學基金重點項目（2022J02019）的支持。