Efficient removal of Ba2+, Co2+ and Ni2+ by an ethylammonium-templated indium sulfide ion exchanger

化学 离子交换 硫化物 选择性 二价 吸附 动力学 离子 金属 核化学 无机化学 催化作用 物理化学 有机化学 吸附 物理 量子力学
作者
Yi‐Ming Zhao,Meng Sun,Lin Cheng,Kai‐Yao Wang,Yang Liu,Jia‐Ying Zhu,Shun Zhang,Cheng Wang
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier BV]
卷期号:425: 128007-128007 被引量:38
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.128007
摘要

Removal of radioactive 133Ba, 60Co and 63Ni and their nonradioactive isotopes through ion exchange method would be highly beneficial for the safe disposal of liquid industrial waste, and it also bears importance for the emergency response to nuclear accident. Herein, we report the employment of an indium sulfide [CH3CH2NH3]6In8S15 (InS-2) with exchangeable ethylammonium cations for efficient and selective uptake of Ba2+, Co2+ and Ni2+. The corner-sharing linkage of P1-{In8S17} clusters in InS-2 endow the layered structure with nanoscale windows, which facilitates both transfer and accommodation of the large hydrated divalent metal ions. This results in ultrafast exchange kinetics (10-20 min) and top-level exchange capacities of 211.73 mg g-1 for Ba2+, 103.57 mg g-1 for Co2+, and 111.78 mg g-1 for Ni2+. Particularly, InS-2 achieves ultrahigh Kd values of 2.3 × 105 mL g-1 for Ba2+, 2.0 × 105 mL g-1 for Co2+ and 1.6 × 105 mL g-1 for Ni2+, corresponding to remarkable removal efficiencies larger than 99.4% (C0 ~ 6 ppm). InS-2 shows high β and γ irradiation resistance, wide pH durability (pH 3-13 for Ba2+, pH 3-11 for Co2+ and Ni2+), and outstanding selectivity against competitor ions (e.g. Na+, K+, Mg2+, Ca2+). The InS-2-filled ion exchange column exhibits a fantastic removal effect (R > 99%) for mixed Ba2+, Co2+, Ni2+, as well as Sr2+. The ultralong column-treatment on 20000 BVs of flow reveals an affinity order of Co2+ > Ni2+ > Ba2+ > Sr2+ for InS-2, which gives deep insights into the adsorption process and interaction between competitor ions. This excellent uptake of Ba2+ (Ra by analogy), Co2+ and Ni2+ ions by InS-2 highlights the great potential of metal chalcogenides as a type of promising materials for minimizing contamination in complex wastewater.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
kyJYbs完成签到,获得积分10
刚刚
瓜i发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.2应助寻月采纳,获得20
1秒前
植物搜藏者完成签到,获得积分10
2秒前
瘦瘦芾发布了新的文献求助10
2秒前
猪猪hero应助skywl采纳,获得10
2秒前
WJ0316完成签到,获得积分10
3秒前
Duliang_zhao发布了新的文献求助10
3秒前
SC完成签到,获得积分10
3秒前
catincafe发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
科研通AI6.2应助光亮黑夜采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
胡夫欣完成签到,获得积分20
5秒前
小菜发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
甄稀完成签到,获得积分10
6秒前
dxtmm发布了新的文献求助10
6秒前
0227Y完成签到,获得积分10
6秒前
细心安双完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
Orange应助听话的孤菱采纳,获得10
7秒前
maguodrgon发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
时光漫步完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Binbin完成签到,获得积分10
8秒前
美满黄豆给泽ze的求助进行了留言
8秒前
9秒前
9秒前
JaX完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
丘比特应助欣喜若灵采纳,获得10
10秒前
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Cognitive Psychology in a Changing World 800
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7684627
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9248117
关于积分的说明 19950992
捐赠科研通 7257536
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3288865
关于科研通互助平台的介绍 2446044
邀请新用户注册赠送积分活动 2292986