MoS2及其改性膜去除水中重金属及核素研究进展

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.230335

摘要/Abstract

摘要：

近年来，由于工业、核电及其相关产业的快速发展，水中重金属及核素污染不能忽视，水体安全保障成为全球关注的重要问题。二硫化钼（MoS₂）纳米材料在杀菌、储氢和水净化等领域备受关注，膜技术由于操作简单、效率高等优点成为去除水中重金属及核素的选择之一。本文综述了近5年来MoS₂基纳米材料及膜材料在去除水中重金属及核素的研究进展，重点介绍了MoS₂合成与改性的主要方法、MoS₂去除重金属及核素过程中的主要影响因素及作用机理、MoS₂改性膜制备及膜技术去除水中重金属及核素的前沿研究等，旨在高效去除重金属和核素。

关键词: MoS₂, 膜, 重金属, 核素, 水处理

Abstract:

In recent years， due to the development of nuclear power and other industries， the pollution of heavy metals and radionuclides in water cannot be ignored， and the demand for clean water has become an important issue of global concern. Molybdenum disulfide （MoS₂） nanomaterials have attracted much attention in the fields of sterilization， hydrogen storage， water purification， etc. Membrane technology has become one of the options for the removal of heavy metals and radionuclides from water based on the advantages of simple operation and high efficiency. In this paper， the research progress of MoS₂-based nanomaterials and membranes in removing heavy metals and radionuclides from water is summarized， focusing on MoS₂ synthesis and modification methods， the main affect factors and mechanisms of heavy metals and radionuclides removal by MoS₂， the preparation of MoS₂-modified membranes， and the research progress on removing heavy metals and radionuclides from water by membrane technology， which aims at efficiently removing heavy metals and radionuclides.

Key words: MoS₂, Membrane, Heavy metal, Radionuclides, Water treatment

中图分类号:

O614.6

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图/表 6

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Heavy metals	Materials	Adsorption capacity/（mg·g^-1）	Adsorption mechanism	Ref.
Cd（Ⅱ）	MoS₂	14	Cd-S complexation	［28］
Hg（Ⅱ）	MoS₂	1 200	Redox reaction， complexation	［28］
Pb（Ⅱ）	MoS₂	366	Complexation	［28］
U（Ⅵ）	PVP/MoS₂	117.9	UO₂-S covalent bonds， PVP complexation	［31］
Ag（Ⅰ）	SA@MoS₂/rGO/MF	1 012.51	Redox reaction， coordination reaction	［32］
Ag（Ⅰ）	MoS₂	780	Ag-S complexation	［33］
Ag（Ⅰ）	MoS₂-W	598.8		［34］
Cu（Ⅱ）	1T-MoS₂	82.13		［35］
Pb（Ⅱ）	1T-MoS₂	147.09		［35］
Cu（Ⅱ）	MoS₂@2DMMT	65.75	Chemical adsorption	［36］
Cu（Ⅱ）	Fe₃O₄@MoS₂	198		［37］
Pb（Ⅱ）	Fe₃O₄@MoS₂	240.7		［37］
Hg（Ⅱ）	MoS₂/Fe₃O₄	～1 923.5	Hg-S complexation， electrostatic interactions	［38］
Pb（Ⅱ）	MoS₂B/CaCO₃/Alginate	833.3		［39］
Pb（Ⅱ）	MoS₂/PDA/MPS	371.7	Electrostatic interactions， complexation	［40］
U（Ⅵ）	MoS₂/BC	451.3	Chemical adsorption， electrostatic interactions， complexation et al.	［41］

Heavy metals	Materials	Adsorption capacity/（mg·g^-1）	Adsorption mechanism	Ref.
Cd（Ⅱ）	MoS₂	14	Cd-S complexation	［28］
Hg（Ⅱ）	MoS₂	1 200	Redox reaction， complexation	［28］
Pb（Ⅱ）	MoS₂	366	Complexation	［28］
U（Ⅵ）	PVP/MoS₂	117.9	UO₂-S covalent bonds， PVP complexation	［31］
Ag（Ⅰ）	SA@MoS₂/rGO/MF	1 012.51	Redox reaction， coordination reaction	［32］
Ag（Ⅰ）	MoS₂	780	Ag-S complexation	［33］
Ag（Ⅰ）	MoS₂-W	598.8		［34］
Cu（Ⅱ）	1T-MoS₂	82.13		［35］
Pb（Ⅱ）	1T-MoS₂	147.09		［35］
Cu（Ⅱ）	MoS₂@2DMMT	65.75	Chemical adsorption	［36］
Cu（Ⅱ）	Fe₃O₄@MoS₂	198		［37］
Pb（Ⅱ）	Fe₃O₄@MoS₂	240.7		［37］
Hg（Ⅱ）	MoS₂/Fe₃O₄	～1 923.5	Hg-S complexation， electrostatic interactions	［38］
Pb（Ⅱ）	MoS₂B/CaCO₃/Alginate	833.3		［39］
Pb（Ⅱ）	MoS₂/PDA/MPS	371.7	Electrostatic interactions， complexation	［40］
U（Ⅵ）	MoS₂/BC	451.3	Chemical adsorption， electrostatic interactions， complexation et al.	［41］

Heavy metals and radionuclides	Membrane ID	Removal/%	Removal mechanism	Ref.
Cd（Ⅱ）	MoS₂	~90	Adsorption	［44］
Pb（Ⅱ）	MoS₂	~100	Adsorption	［44］
Cr（Ⅵ）	Zn18-MoS₂@PVDF	＞90	Redox reaction and electrostatic interactions	［56］
Pb（Ⅱ）	SiO₂/TiO₂	＞90	Pb-S	［69］
Cr（Ⅵ）	MoS₂-PTCA	87	Redox reaction and adsorption	［73］
Hg（Ⅱ）	MoS₂-PTCA	85	Redox reaction and adsorption	［73］
Pb（Ⅱ）	MoS₂-PTCA	92	Adsorption	［73］
Cr（Ⅵ）	BC/MoS₂	88±3	Adsorption and photocatalytic	［74］
Pb（Ⅱ）	MC10	~98.5	Donnan effect	［75］
Co（Ⅱ）	MoS₂@NH₂-UiO-66	99.74	Ion exchange	［76］
Sr（Ⅱ）	MoS₂@NH₂-UiO-66	99.63	Ion exchange	［76］
Cs（Ⅰ）	MoS₂@NH₂-UiO-66	97.43	Ion exchange	［76］

Heavy metals and radionuclides	Membrane ID	Removal/%	Removal mechanism	Ref.
Cd（Ⅱ）	MoS₂	~90	Adsorption	［44］
Pb（Ⅱ）	MoS₂	~100	Adsorption	［44］
Cr（Ⅵ）	Zn18-MoS₂@PVDF	＞90	Redox reaction and electrostatic interactions	［56］
Pb（Ⅱ）	SiO₂/TiO₂	＞90	Pb-S	［69］
Cr（Ⅵ）	MoS₂-PTCA	87	Redox reaction and adsorption	［73］
Hg（Ⅱ）	MoS₂-PTCA	85	Redox reaction and adsorption	［73］
Pb（Ⅱ）	MoS₂-PTCA	92	Adsorption	［73］
Cr（Ⅵ）	BC/MoS₂	88±3	Adsorption and photocatalytic	［74］
Pb（Ⅱ）	MC10	~98.5	Donnan effect	［75］
Co（Ⅱ）	MoS₂@NH₂-UiO-66	99.74	Ion exchange	［76］
Sr（Ⅱ）	MoS₂@NH₂-UiO-66	99.63	Ion exchange	［76］
Cs（Ⅰ）	MoS₂@NH₂-UiO-66	97.43	Ion exchange	［76］

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MoS₂及其改性膜去除水中重金属及核素研究进展

MoS₂ and Its Modified Membranes for Heavy Metals and Radionuclides Removal from Water

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