锌基普鲁士蓝用于高效捕获铯：性能、机理及其造粒封装于微晶纤维素增强的海藻酸盐水凝胶中｜可供购买

《New Journal of Chemistry》：Zinc-based Prussian blue for efficient cesium capture: performance, mechanism, and granulation into microcrystalline cellulose-reinforced alginate hydrogelsAvailable to Purchase

　　

为解决高效去除放射性Cs⁺以及传统粉末状普鲁士蓝类似物固液分离受限的问题，本研究合成了锌基普鲁士蓝（ZPB）作为Cs⁺结合活性相，并系统研究了其本征吸附行为与机理。PXRD分析与Rietveld精修表明，原始ZPB为三角晶系空间群R3?c中结晶良好的K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂·5H₂O相。ZPB在7分钟内即达到吸附平衡，理论最大吸附容量为206.88 mg g^?1，同时表现出高Cs⁺选择性（K_d = 8003 mL g^?1）。XRD与XPS分析结合DFT计算表明，ZPB对Cs⁺的吸附主要通过K⁺/Cs⁺离子交换进行，而Zn–N≡C–Fe骨架在结构和电子性质上保持稳定。为克服粉末形态吸附剂的工程局限，进一步将ZPB固定于微晶纤维素强化的海藻酸钠基质中，形成MSZPB水凝胶微球，从而将粉末的吸附功能转化为宏观可回收复合材料。MSZPB仍保持184.26 mg g^?1的高理论最大Cs⁺吸附容量，并在五次吸附-解吸循环后仍维持85%以上的吸附效率。这些结果表明，将机理明确的ZPB活性相与工程化水凝胶基质相结合，为实际污染水中Cs⁺的去除提供了一条有前景的策略。

图形摘要

查看大图 下载幻灯片

ZPB通过保持骨架完整的离子交换机理实现快速、高选择性的Cs⁺捕集，并颗粒化为MSZPB水凝胶后克服了固液分离问题，同时保持高容量和良好可重复使用性。

查看大图 下载幻灯片

ZPB通过保持骨架完整的离子交换机理实现快速、高选择性的Cs⁺捕集，并颗粒化为MSZPB水凝胶后克服了固液分离问题，同时保持高容量和良好可重复使用性。

关闭图形

? 2026 作者。由英国皇家化学学会代表法国国家科学研究中心出版

2026

作者

您必须申请许可方可在其他出版物中使用本文内容；请参见我们关于在RSC许可下发表的文章中重新使用材料的指南。