近日，我院冯庆革教授团队在功能化壳聚糖凝胶珠对水中汞的动态高效捕获及应用性能的研究取得重要进展，研究成果以 “A renewable and functionalized chitosan gel bead for statically and dynamically capturing aquatic Hg(II) with a prominent capacity” 为题发表在国际期刊《Separation and Purification Technology》（中科院，工程技术/化工类1区期刊，IF =8.6）上发表。论文第一作者为硕士研究生张志恒和陈子轩，通讯作者为林海英博士，广西大学为唯一通讯单位。该项研究工作得到了广西壮族自治区教育厅环境保护重点实验室的大力协助，以及国家自然科学基金（22166006）和广西自然科学基金（2020GXNSFAA297011）的支持。
BCTTC功能化壳聚糖凝胶珠去除水中汞的机理及动态吸附性能研究
汞是一种剧毒且可生物累积的重金属，然而，它也是一种不可或缺的催化剂，参与很多如化工、冶金、电子产品、轻工、医药等工业生产中，因此高效地富集并回收工业废水中的汞既能避免汞进入周边水体产生污染，又能促进工业中汞的绿色循环使用，具有重要的现实意义。壳聚糖为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，其分子中的氨基、羟基可以与金属离子形成稳定的螯合物，但这些基团对剧毒重金属汞缺乏特异性吸附。目前研究聚焦于壳聚糖基粉状纳米材料，存在含汞的纳米材料难以回收，可能对受纳水体产生二次污染的问题。
针对上述难题，课题组以双（羧甲基）三硫代碳酸盐(BCTTC)为改性剂，通过酰胺化反应接枝到壳聚糖基的凝胶珠上，后续以石油醚的溶剂替换结合冷冻干燥法，制得3-5 mm的富含硫、氮的内部蜂窝状多孔的壳聚糖凝胶珠。研究结果显示该材料具有较强的耐酸性和抗干扰性，最大吸附容量高达1139.82 mg/g；它可将水中的汞从高浓度500 mg/L显著地降至17 µg/L，且在4 h内达到吸附平衡；这些吸附性能均高于已有报道的凝胶珠类材料。此外，凝胶珠在动态填充柱中展示了快速且高容量的动态吸附能力、良好的再生性。这些优异的性能主要得益于材料中的含硫、氮、氧基团对汞的高亲和力，以及内部发达的多孔结构便于汞的质量传输，本研究为功能化壳聚糖基材料的制备提供了一种新思路，也为水环境中重金属污染物汞的净化及修复提供了一种优选材料。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.124941
最后，本课题组在工业废水中汞的富集技术研发的成果也发表在相关的期刊，论文链接如下：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653523018854
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343722017250
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775722002217
