聚苯胺-聚苯乙烯球（PANI@PS）復合材料的吸附-還原策略

?六價鉻廣泛存在于電鍍，印刷，陶瓷的廢水中，皮革制造和木材防腐工業(yè)等。將Cr（VI）還原為低毒性Cr（III）是Cr（VI）污染處理的較重要步驟之一。常見的方法包括光催化還原，電化學還原和化學還原，但他們需要輸入高能量或使用還原劑，還需要進一步處理得到的Cr（III），如沉淀和吸附過程，這使得Cr（VI）的處理過程復雜化并造成嚴重的二次污染。同時吸附Cr（VI）并將其還原為Cr（III）然后隔離所得的Cr（III），具有高去除效率和環(huán)境友好特征以及可回收利用Cr（III），成為了Cr（VI）廢水處理的選策略。

用一步法簡便地合成了聚苯胺-聚苯乙烯球（PANI@PS）復合材料。該材料具有多孔結構，多個相互作用位點和聚合物中的限制作用，使得該材料在近中性pH（6.0）條件下對Cr（VI）具有較高的吸附能力。此外，PANI @ PS在將Cr（VI）還原為Cr（III）后可以**地隔離Cr（III），這是由于PS納米孔的限制效應所產生的帶負電表面，**避免了帶正電荷的PANI對Cr（III）的排斥作用。此外，基于PANI的電化學氧化還原可逆性，為PANI @ PS的再生提供了新思路。

示意圖1. PANI @ PS合成圖解

圖1. PS和PANI @ PS**的形態(tài)和結構。PS（a，b）和PANI @ PS（c，d）的表面形態(tài)和內部外觀以及PANI @ PS的橫截面(e)；在PANI @ PS部分上的N元素的EDS線掃描（f），FTI IR光譜（g）和PANI @ PS的BJH表面積（h）。

圖2.PANI @ PS和塊狀PANI對Cr（VI）吸附和還原。PANI @ PS和PAN I吸附Cr（VI） （a）及PANI @ PS在pH6.0和pH1.0吸附Cr（VI）后的XPS光譜。

圖3.在PANI @ PS上Cr（VI）的吸附和還原過程：PANI @ PS不同pH 值Cr（VI）下對Cr（VI）吸附和還原能力（a）；PANI @ PS的N 1s XPS光譜；PANI @ PS吸附Cr（VI）后的N 1s XPS光譜pH 6.0（c）和pH1.0（d）。

圖4.Cr（III）螯合的機理。PANI @ PS和塊狀PANI的表面電位（a）；PANI @ PS，塊狀PANI和氧化的PANI @ PS吸附Cr（III ）（b）。

示意圖2.Cr在PANI @ PS上的協(xié)同作用機制。

圖5.Cr（VI）的柱吸附：pH6.0（a）和1.0（b）

圖6.Cr的解吸和PANI @ PS的新型再生策略：PANI @ PS和PANI不同的解吸方法（a）；在pH值為6.0的條件下水合肼再生PANI @ PS和電還原PANI @ PS（陰極， -10V，2h）（b）；循環(huán)去除Cr性能（c）；PANI @ PS和D201的抗壓強度變化（d）。

提出了一種Cr（VI）吸附-還原-螯合以及Cr再循環(huán)的策略。通過簡單的方法合成了PANI @ PS，克服了塊狀PANI在水處理應用中的不足，并提高了去除Cr（VI）的能力。重要的是，聚合物中的限制作用，PANI @ PS還可以在將Cr（VI）還原成Cr（III）后**地隔離Cr（III）。提出了基于PANI的電化學氧化還原可逆性，再生PANI @ PS的新策略。總的來說，這項工作提供了一種全面的方法去除Cr（VI）以及通過同時吸附/還原/封存過程在近中性pH（6.0）中回收Cr（III）。同時，它可以指導和改善水處理中其他塊狀材料的利用。

wyf 04.13