杨利明/李敏Nature子刊：非晶态MoOx作吸附剂从废水中去除和回收Ag

废水中的银离子（Ag⁺）是一种主要污染物，同时白银需求的增加和相对稀缺，因此回收金属银具有重要有意义。然而，废水是许多不同金属盐的复杂混合物，开发对银离子具有高特异性的可回收吸附剂仍然是一个主要挑战。

基于此，南昌航空大学杨利明博士和重庆科技大学李敏副教授（共同通讯作者）等人报道了一种混合价（Mo(V)和Mo(VI)）的氧化钼（MoO_x）吸附剂，其对Ag⁺具有高选择性（分配系数为6437.40 mL g⁻¹），吸收容量为2605.91 mg g⁻¹。

该吸附剂对废水中Ag⁺的回收率为97.9%，有助于其实际应用。此外，MoO_x可在Ag回收后循环使用，5次循环后回收率可达97.1%。

通过DFT计算，作者模拟了MoO_x和MoO_x-Ag（MoO_x沉积金属Ag）捕获Ag⁺的过程。

DFT计算表明，Ag⁺在MoO_x上还原沉积过程中可能发生多个中间过程。MoO_x-Ag上的*OH、*O和*OOH（*表示MoO_x和MoO_x-Ag上的活性位点）的自由能大于MoO_x上的自由能，说明Ag的沉积提高了MoO_x的表面活性。

MoO_x上的速率决定步骤为自由能为2.317 eV的*O→*OOH转变，而MoO_x-Ag上的速率决定步骤由*O→*OOH转变为*OOH→O₂。

更重要的是，MoO_x-Ag表现出比MoO_x更低的Ag⁺→*Ag自由能（分别为-0.756 eV和-0.967 eV），表明Ag⁺比MoO_x更容易还原沉积在MoO_x-Ag上。

在Ag⁺捕获过程中，MoO_x表面的中间反应可以为后续的Ag⁺还原提供额外的电子，而沉积在MoO_x上的Ag降低了进一步还原沉积Ag⁺的能垒，导致更多的Ag⁺被还原。此外，DFT计算结果表明，MoO_x表面的中间过程产生了质子。

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.

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/09/413d9cb093/

杨利明/李敏Nature子刊：非晶态MoOx作吸附剂从废水中去除和回收Ag

相关推荐