Page 60 - 《精细化工》2020年第11期
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·2206·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

            去除效果还有较大的提升空间。因此，未来对于高                             5   结语及展望
            去除率的氮化硼基材料的制备是氮化硼基材料性能
            开发的重要方向。                                               尽管氮化硼在水体污染物去除领域有了一定的
                 通过对氮化硼基材料对水体污染物的去除机理                          应用，但是氮化硼材料发展到现在仍存在以下几方
            分析可知，氮化硼基材料对于大多数污染物的去除                             面问题：
            机理为静电吸附，但是对于有机分子污染物则多为                                （1）氮化硼的制备方法虽然多样，但是都存在
            化学吸附。                                              制备成本高或者制备条件苛刻的问题。比如：先驱
                                                               体法，虽然原料廉价易得，但是制备条件较苛刻，
            4   影响氮化硼材料吸附性能的因素                                 需要高温以及通氮气等保护气体。因此，探索更加
                                                               适用、制备条件更温和的制备方法具有重要意义。
            4.1  pH
                 相对于其他材料，改性前的氮化硼由于具有抗                             （2）氮化硼基材料对于各种有机污染物以及阴
            化学侵蚀的特性，不易被酸碱腐蚀，因此，pH 不会                           离子具有较好的去除效果，但是，对于金属离子尤
            影响氮化硼本身的吸附特性。但是，对氮化硼进行                             其是铬离子、锑离子、铀酰离子等重金属离子的去
            改性后，由于其表面原子构成发生了变化，其性质                             除效果却十分有限。考虑到静电吸附机理对于金属
            可能容易受到 pH 变化的影响。PENDSE 等                [48] 的研    离子在氮化硼基材料内的吸附机理有重要影响，而
            究结果表明，pH 太低（pH<3）时，由于静电力的                          单一氮化硼表面的负离子基团较少，所以，对于重
            作用，使得制备的改性 h-BN 材料的静电吸附机理                          金属离子的吸附，用负离子基团对氮化硼进行修饰
            受到极大影响，去除效果受到抑制。一般来说，pH                            改性是一个重要方向。其次，由于氮化硼良好的结
            对于去除离子在氮化硼材料表面的吸附有很大影                              构稳定性，开发对于金属离子具有良好吸附效果的
            响：一是由于有些离子在 pH 不同时，其存在状态                           氮化硼复合材料也是未来一个重要的发展方向。
            不同，如 KARTHIKEYAN 等            [37]  的 实验发现，           （3）在水污染去除领域，氮化硼虽然已有应用，
            h-BN@5% Pani 复合材料对磷酸根的吸附效率随 pH                     但相较于其他常见的吸附材料（活性炭、石墨烯等），
            的增大而逐渐增大，且 pH 不同时，磷酸盐在水溶                           氮化硼的相关报道较少，而且鲜有在实际水体污染
                                –
                                             3–
                                      2–
            液中以 H 3 PO 4 、H 2 PO 4 、HPO 4 、PO 4 等不同形式存         物去除中的应用。氮化硼基材料的应用受限，主要
                        –
                             +
            在；二是 OH 和 H 会与待去除离子竞争氮化硼上的                         由于其多为微米级或者纳米级材料，这一特点使得
            吸附位点，进而影响去除效果。                                     其在处理实际水体污染物时，连续性处理以及后续
            4.2   共存离子的影响                                      的回收成为主要问题。针对这一问题，可以考虑结
                 共存离子对污染物吸附的影响主要存在两个方                          合水处理行业广泛使用的膜处理工艺，将吸附性能
            面：首先，有些共存离子对吸附材料的亲和力要强
                                                               优异的氮化硼基材料负载在膜结构上，或者直接将
            于待去除污染物，使得共存离子会竞争吸附材料上                             氮化硼基材料在刚性模板上生成。
            的吸附位点。KARTHIKEYAN 等           [37] 的研究发现，由
            于硫酸根和氯化物对于制备的 h-BN@5% Pani 复合                      参考文献：
            材料的亲和力要高于目标离子磷酸根、硝酸根和六                             [1]   HE M J (何明靖), YANG T (杨婷), LI Q (李琦), et al. Bioaccumulation
                                                                   of halogenated flame retardants in fish of dongjiang river[J].
            价铬离子，使得复合材料对于这 3 种离子的吸附容                               Environmental Science (环境科学), 2017, 38(1): 382-388.
            量明显降低；其次，某些共存离子会通过影响吸附                             [2]   GUI Y  T (桂雨婷),  WANG J (王健), YU J B (余建波),  et al.
                                                                   Accumulation characteristics of  heavy  metals and dietary risk
            材料表面的活性基团来影响吸附效果                  [52] 。               assessment of  Bellamya aeruginosa in the Xiangjiang River, Lake
            4.3   溶液温度的影响                                          Dongting Basin[J]. Journal of Lake Sciences (湖泊科学), 2019, 31(3):
                                                                   724-733.
                 温度对于氮化硼基材料吸附性能的影响比较                           [3]   LONG J, LUO K  L. Elements in surface and well water from the
            小，但仍存在一定作用。李杰              [49] 发现，温度对于其               central North China Plain: Enrichment patterns, origins, and health
                                                                   risk assessment[J]. Environmental Pollution, 2020, 258: 113725.
            制备的活性多孔氮化硼的影响主要包含两个方面：                             [4]   XIONG J, DI J, ZHU W S, et al. Hexagonal boron nitride adsorbent:
                                                                   Synthesis, performance tailoring and applications[J]. Journal of Energy
            一是温度提高能促进污染物在氮化硼中的扩散；其                                 Chemistry, 2020, 40: 99-111.
            次，提高温度能增强氮化硼对吸附质的平衡吸附能                             [5]   SHARMA V,  KAGDADA H  L, JHA  P K,  et al. Thermal transport
                                                                   properties of boron nitride based materials: A review[J]. Renewable
            力。但并非温度上升就会促进污染物在氮化硼基材                                 and Sustainable Energy Reviews, 2020, 120: 109622.
            料内的扩散，SONG         [47] 等研究了温度对于氮化硼束               [6]   LEI W W, PORTEHAULT D, LIU D,  et al. Porous boron nitride
                                                                   nanosheets for effective water cleaning[J]. Nature Communications,
            吸附 OTC 的影响，实验证明，温度升高时，吸附容                              2013, 4: 1777.
            量反而降低，表明这一过程是放热过程，在较低温                             [7]   LI X  D, CHENG X L. Predicting the structural  and  electronic
                                                                   properties of two-dimensional single layer boron  nitride sheets[J].
            度时反而有利于 OTC 的吸附。                                       Chemical Physics Letters, 2018, 694: 102-106.
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