六价铬(Cr VI)是一种源自工业废水的高毒性重金属污染物，对生物和生态系统具有严重危害。Cr(VI)在环境中难以降解，且易在生物体中积累，因此迫切需要一种合适的方法去除废水中的Cr(VI)。吸附技术操作简单、高效，被认为是处理水中污染物的首选方法。特别是设计高性能的吸附材料，如具有优异的吸附能力、优良的可选择性和良好的可重复使用性是吸附处理有毒Cr(VI)技术的关键。
过渡金属碳化物(MXene)是一种新型的二维(2D)纳米材料，由于其活性官能团、高表面积、亲水性和环境友好而受到广泛关注。此外，MXene表面存在的官能团不仅可作为直接离子交换的位点，而且还可通过还原过程促进某些特定金属离子，例如Cr(VI)和Ag(I)的选择性吸附。原位还原能力和吸附功能的独特结合使MXene成为吸附剂中的首选。但是，由于MXene的官能团多样性和数量有限，使其对特定重金属离子的吸附能力较低。此外，稳定性差的MXene在高温环境或水溶液中容易氧化和自堆积，这将减少吸附位点，限制其吸附适用性。因此，在MXene表面引入一定量的官能团来制备先进的基于MXene的吸附剂以有效去除目标Cr(VI)是十分必要的。
聚合物作为保护剂修饰MXene表面，在实际应用中不仅可防止其氧化，还可减少其自堆积。PAMAM树枝状大分子是一种高度支化的表面活性剂聚合物，具有高度对称的结构、分子链可控、内腔大、胺基丰富等特点。胺基可通过还原和螯合方式与特定的重金属离子发生强而选择性的相互作用。例如，氨基作为电子供体，将高毒性Cr(VI)还原为低毒性的CR(III)，随后生成的Cr(III) 与胺基螯合。
河北北方大学、湖南农业大学的陈数等人以PAMAM树枝状大分子为表面活性剂，对MXene进行修饰以提高其表面官能团的多样性和数量。PAMAM修饰MXene表面后，其丰富的-NH2基团大大提高了对Cr(VI)的吸附能力。根据Langmuir等温线模型，最大吸附容量(qm)可达318 mg·g-1。此外，该吸附剂共存阳离子溶液中的Cr(VI)也具有良好的吸附选择性。通过静电吸引、还原、共价键和螯合相互作用等机制，实现了对Cr(VI)的高效吸附。值得注意的是，PAMAM聚合物作为保护剂确保了复合吸附剂在整个吸附/脱附循环中的良好稳定性。该工作为基于高效MXene吸附剂在水净化应用的发展提供了深入的见解。
文献来源：
Lili Geng*, Wenya Xu, Shengjie Chang, Shu Chen*. Polyamidoamine dendrimers modified MXene and its high-performance adsorption behavior for Cr(VI). Journal of Molecular Liquids, 2024, 399, 124406.
威海晨源分子新材料有限公司成立于2011年，是一家国家级高新技术企业。公司先后获批山东省工程技术研究中心、山东省品牌国际科技合作基地、山东省院士工作站、山东省知名品牌、山东省隐形冠军等技术创新平台及荣誉。创始人李武松博士毕业于北京大学，是中国树枝状聚合物产业化的创始人，先后获得山东省组织部颁发的山东省泰山产业领军人才，山东省人社厅颁发的山东省有突出贡献的中青年专家，山东青年五四奖章、山东省优秀科技工作者、2018年度威海市市长质量奖、威海市科学技术一等奖、威海市十大杰出青年、2020“大国之材”年度人物，荣获共青团中央和人社部颁发的第十一届中国青年创业奖等荣誉称号。
晨源分子目前拥有由多名名校毕业的博士、硕士组成的研发团队，与北京大学、清华大学和上海交通大学等国内外6所高校院所建立了产学研合作，拥有行业内唯一的院士工作站，并获得了政府数千万元的科技支持。
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