将烷基吡啶污染物高效转化为功能超疏水表面的绿色资源化策略

本刊推荐：本研究创新性地利用凹凸棒土（ATP）高效吸附水体中烷基吡啶污染物（如CPC，吸附量达366.6 mg·g?1），并通过碱处理将其原位转化为荧光疏水材料（fh-ATP），成功构建兼具超疏水性（WCA >150°、WSA <5°）、自清洁、抗菌与微损伤识别功能的多功能涂层，为污染物无害化处理与资源化利用提供了新范式。

　　

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Materials and chemicals

凹凸棒土（ATP）购自江苏环境工程技术有限公司。十六烷基吡啶氯化物（CPC）、十二烷基吡啶氯化物（DPC）和十四烷基吡啶氯化物（TPC）购自成都金山化学试剂有限公司。氢氧化钠（NaOH）、氯化钠（NaCl）、磷酸（H₃PO₄）、过硫酸铵（(NH₄)₂S₂O₈）及乙醇由成都科隆化学有限公司提供。硝酸镁（Mg(NO₃)₂）、硝酸钠（NaNO₃）、氯化铵（NH₄Cl）、氯化钾（KCl）和氯化钙（CaCl₂）购自阿拉丁试剂有限公司。

Materials synthesis and characterization

CPC的吸附实验在室温下以ATP为吸附剂进行。如图1a所示，ATP是一种灰白色矿物，在紫外光（365 nm）下无荧光（FL），吸附CPC后（ATP/CPC）的颜色和荧光均无显著变化。而将分离后的ATP/CPC用NaOH溶液（1 M）处理时，ATP颜色变为浅棕色并在紫外光下发出亮黄色荧光，表明ATP具有优异的CPC吸附与转化能力。

Conclusion

本研究提出了一种创新的“废物资源化”策略，可高效吸附水体中烷基吡啶污染物并将其无害转化为可重复使用的疏水材料。结果表明，ATP对烷基吡啶污染物（如DPC、TPC和CPC）具有快速且优异的吸附性能，对CPC的吸附容量高达366.6 mg·g^?1。机理研究表明，烷基吡啶在ATP上的高效吸附依赖于其独特的管状结构和表面电荷特性。