介孔埃洛石构建壳聚糖/纤锌矿多吸附位点及其对稀土溶液中Al(III)的选择性去除：微量热学研究

本文创新性地在酸处理煅烧埃洛石(Hal-H)上构建壳聚糖(CS)/纤锌矿(WZ)有机-无机多吸附位点复合材料(WZ0.2@Hal-H-1.5CS)，通过微量热学技术揭示其对Al3+/RE3+的选择性吸附热力学行为。该材料展现卓越吸附容量(qmax=102.04 mg/g)和选择性系数(Ks=1583.06)，其机理涉及CS氨基/酰胺基螯合与WZ硫基化学相互作用，为高纯稀土制备提供新策略。

　　

亮点

• 创新构建CS/WZ-Hal-H多吸附位点实现Al³⁺/RE³⁺高效分离

• 揭示pH/温度/浓度对吸附热行为的调控规律

• 阐明氨基-硫基协同作用机制

材料与方法

实验采用广州原信纳米技术公司的埃洛石（主要成分见表S1），壳聚糖(CS，脱乙酰度80%)及硫酸镧、硝酸锌等试剂（国药集团）。通过水热法将CS/WZ负载于酸处理煅烧Hal-H，采用XRD、BET等技术表征材料。

复合材料合成优化

图1(A)显示不同CS含量对Al³⁺/La³⁺吸附性能影响：随CS比例增加，Al³⁺吸附量从42.62 mg/g（CS:Hal-H=1:1）提升至102.04 mg/g（1.5:1），这是由于CS氨基暴露增加所致。WZ纳米颗粒的引入进一步通过硫基化学作用提升选择性。

结论

(1) 一步水热法成功构建CS/WZ-Hal-H复合材料，其介孔结构（比表面积提升37%）为Al³⁺提供丰富吸附位点；(2) CS通过氨基氮与Hal-H硅氧键电子相互作用稳定负载，WZ纳米颗粒部分氧化为ZnO相；(3) 微量热学证实吸附过程放热特征，pH=3时吸附焓变达-28.6 kJ/mol。