该论文由清源创新实验室化工过程强化科研团队成员、福州大学化工学院博士研究生汤端莲为第一作者，通讯作者为清源创新实验室化工过程强化科研团队负责人、福州大学化工学院邱挺教授和陈杰副教授。该研究工作开发了一种新型的壳聚糖-共轭微孔聚苯胺（CMPA-CS），通过在共轭微孔聚苯胺上锚定壳聚糖，提高了CMPA上吸附位点的密度也改善其孔结构，实现了CMPA-CS对Hg(II)深度脱除。相关研究成果以“Wettability Tunable Conjugated Microporous Poly(aniline)s for Long-term, Rapid and ppb Level Sequestration of Hg(II)”为题发表在《Chemical Engineering Jounal》期刊上。

图1 CMPA-CS吸附剂的合成示意图

共轭微孔聚苯胺（CMPAs）是一种引人注目的吸附剂平台材料，用于从水中选择性捕获有毒重金属离子。然而，其疏水性、单一的N杂原子和微孔特性，使其难以实现重金属离子的ppb级别深度处理。通过一步法将亲水性的壳聚糖与疏水性的共轭微孔聚苯胺接枝合成CMPA-CS，复合材料CMPA-CS具有良好的润湿性及促进离子传输效率的分级介孔结构，其独特氮和氧基团协同螯合作用实现了深度捕获Hg(II)的目的。此外，CMPA-CS表现出极宽的pH适应性、大容量、超快的去除速率、高亲和力和强大的抗干扰性能。在闽江河水样中，Hg(II)浓度可从0.578 ppm降至低于1.106 ppb，低于美国环境保护署（EPR）饮用水标准的2 ppb。

图2 CMPA-CS的孔道孔隙及润湿性能测试

图3 CMPA-CS的Hg(II)吸附性能

该工作得到国家自然科学基金（22278077，22108040）、清源创新实验室重点项目（00221004）、福建省自然科学基金（2020J05130）、福建省自然科学基金重点项目（2022J02019）的支持。