巯基功能化二氧化硅吸附Hg(Ⅱ)的研究进展

李立强

巯基功能化二氧化硅吸附Hg(Ⅱ)的研究进展

李立强

（上海理工大学 材料与化学学院，上海 200093）

简单介绍了巯基功能化二氧化硅的种类及其制备。详细综述了巯基功能化介孔二氧化硅吸附剂和巯基功能化二氧化硅凝胶吸附剂，其中由于巯基对Hg2+有很强的酸碱相互作用，在众多重金属离子中，巯基功能化介孔二氧化硅吸附剂和巯基功能化二氧化硅凝胶吸附剂对Hg2+具有更好的吸附能力。最后综述了溶液pH值、吸附温度、吸附时间以及共存离子对Hg2+吸附过程的影响，并探讨了巯基功能化二氧化硅的再生性能。最后展望了其在含Hg2+污水治理行业的实际应用以及面临的机遇与挑战。

巯基功能化；二氧化硅；吸附；凝胶；Hg2+

如今，随着世界经济的飞速发展，环境污染问题日益凸显，其中重金属废水来源广泛，产量巨大。Hg 是环境中毒性最强的重金属元素之一。环境中的无机汞首先会在微生物的作用下转化为毒性更大的甲基汞，随后通过食物进入人体，进而损害人的神经系统。

为消除汞带来的危害，人们已经开发出多种去除污水中Hg2+的方法，如离子交换法[1]、化学沉淀法[2]、膜分离法[3]、吸附法[4]等。由于成本低、操作简单，吸附法是其中应用最广泛的方法之一。不同种类的吸附剂已经被报道用于Hg2+的吸附，例如活性炭、SiO2凝胶、介孔SiO2、共轭高分子、生物质材料等。这些材料的表面通常都带有对Hg2+具有较高亲和性的功能团，例如巯基。由于巯基是路易斯碱，而Hg2+是路易斯酸，因此巯基对Hg2+有很强的酸碱相互作用。另一方面，二氧化硅（SiO2）具有优异的整体性能，包括成本低、热稳定性好、力学强度高、易于回收、毒性低、制备条件温和、形态易于控制等[5-6]。因此，巯基功能化的SiO2是一类得到广泛研究的Hg2+吸附剂。但是，目前还没有关于巯基功能化二氧化硅应用于Hg2+吸附方面的综述。

本文总结了近二十年来巯基功能化二氧化硅（SiO2-SH）在Hg2+吸附中的应用，介绍了巯基功能化SiO2材料的种类、制备、各种因素对巯基功能化二氧化硅在吸附Hg2+过程中的影响、再生性能等，最后展望了其发展前景。

1 巯基功能化二氧化硅的种类

巯基功能化SiO2材料主要为介孔巯基功能化SiO2微球[7]，此外还有巯基功能化SiO2凝胶[8]、无孔巯基功能化SiO2微球和包覆有磁性内核的巯基功能化SiO2微球等[9-10]。与其他种类巯基功能化SiO2材料相比，介孔巯基功能化SiO2微球由于具有较大的表面积、较窄的孔径分布和可控的孔径，因此具有更容易吸附和解吸的优点[7]。与凝胶相比，有序介孔吸附剂在吸附量（获得大量结合位点）和选择性方面都表现出较高的结构有序性，而巯基功能化SiO2凝胶因其结构均匀，对水溶液中的Hg2+离子能够表现出更大的吸附能力[8]。

2 巯基功能化二氧化硅的制备

为使普通二氧化硅材料具有特定的性能，研究者通常会使用官能团对粒子的表面、骨架和孔洞进行修饰，从而合成新型的具有特殊功能的材料。研究者开发出了多种将巯基引到二氧化硅表面的方法，使用的带有巯基的单体种类也很多，最常见的是巯基硅烷类，如3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）已被广泛用于生产巯基官能化的二氧化硅材料，并用于废水中的重金属离子处理。除了将巯基引入二氧化硅表面的常规接枝方法外，还可以直接使用有机硅烷前体制备含有巯基的有机硅结构[11]。

2.1 表面改性法

表面改性法是先合成二氧化硅粒子，再将巯基官能团引入到二氧化硅粒子表面。使用后接枝法制备巯基功能化二氧化硅是利用带有巯基的有机硅烷（如MPTMS）与二氧化硅表面进行接枝反应。Hakami等[12]先制备出磁铁矿纳米颗粒，然后在其表面包覆上二氧化硅，最后使用MPTMS将巯基接枝到二氧化硅表面，从而制得Hg2+吸附材料。使用后接枝法制备的功能化粒子不会破坏二氧化硅的结构，而且可以多次修饰。但是粒子被修饰上的官能团较少。

图1 具有均匀中孔通道的SiO2-SH的吸附模型图[13]

2.2 共缩聚法

共缩聚法又称一步法，是利用两种或两种以上的硅烷前体先水解再发生共缩聚反应一步制备功能化二氧化硅材料的方法。可以利用如四乙氧基硅烷（TEOS）等硅源和带有巯基的硅烷前体发生共缩聚反应制备巯基功能化二氧化硅。Bibby等[13]以TEOS和MPTMS为共缩合剂，一步制备了具有均匀中孔通道的汞离子吸附剂，吸附模型如图1所示。在共缩聚法中，硅烷既参与骨架的合成，又可以将功能性基团均匀键合到材料中，且引入的官能团数量丰富。但该方法可用的硅烷种类有限。

3 巯基功能化二氧化硅吸附Hg2+的研究现状

3.1 巯基功能化介孔二氧化硅吸附Hg2+

一般认为，功能化二氧化硅基材料对重金属离子的吸附能力受其表面积和孔径的影响。材料的表面积和孔径越大，用于吸附的活性位点数就越多，对重金属离子的吸附量就越大[14]。介孔二氧化硅因其表面积大、孔隙率高等优点，被广泛应用于吸附方面[15]。而对介孔二氧化硅表面进一步进行巯基官能化处理得到的介孔吸附剂，对Hg2+具有很好的吸附能力[16]。

Brown等[17]使用多孔SiO2-SH在中性pH值下对多种金属离子（Cd2+、Pb2+、Zn2+、Co2+、Hg2+、Fe3+、 Cu2+和Ni2+）进行了吸附探究。研究发现吸附剂中约有一半的巯基可与Hg2+结合。微孔通道的收缩可以有效控制Hg2+进入吸附剂结合位点。在所研究的其他金属中，只有Cd2+表现出可以与吸附剂产生很小的相互作用。即使在较低的金属浓度下，经处理的溶液中仍存有大量残留的Cd2+。因此，实验证明吸附剂对Cd2+的亲和力相比于Hg2+的亲和力更弱，见图2，而其他金属离子与吸附剂的亲和力比Cd2+更小甚至不存在。

x轴表示单位质量体系中的重金属离子总量；虚线代表重金属离子理论总吸收量的单位斜率

Mercier等[18]通过共价键将巯基接枝到介孔二氧化硅分子筛的骨架孔壁上，该重金属离子吸附剂对 Hg2+具有很强的亲和力。如表1所示，通过对比不同吸附材料对Hg2+的吸附容量，发现吸附容量主要取决于介孔二氧化硅表面的巯基浓度，随着介孔二氧化硅表面巯基浓度的增加，其与水中Hg2+的亲和力增大。Bibby等[13]采用共缩聚法制备了具有不同巯基负载量的介孔二氧化硅微球，Hg2+吸附结果同样表明，介孔二氧化硅微球表面巯基负载量的增加，会强化Hg2+与吸附剂之间的相互作用。Figueira等[19]在PMO的硅醇基团上接枝了低密度的巯基基团，制备了具有低巯基密度的周期性介孔有机硅（PMO）。发现巯基含量虽低，但仍能快速、高效地吸附水溶液中的Hg2+，还发现对于高浓度的Hg2+会发生多层吸附和物理吸附。Li等[20]通过改进的Stöber法[21]合成了一种在强酸和强碱条件下稳定的巯基功能化磁性介孔二氧化硅材料（SH-mSi@Fe3O4），并可以对不同水基质中的Hg2+进行反复吸附。Hakami等[12]报道了巯基功能化二氧化硅包覆的磁铁矿纳米颗粒（TF-SCMNP）吸附剂在短时间内可吸附大量的Hg2+，并且吸附量远高于其他常用吸附剂。Shen等[22]采用接枝法制备了巯基官能化的有序介孔吸附剂（SBA-15-SH），研究发现此吸附剂表面的巯基与Hg2+离子通过共价键和静电吸引进行化学吸附。Saman等[23]使用MPTMS和双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物（BTESPT）作为硫配体合成了两种巯基功能化吸附材料。

表1 一些巯基功能化二氧化硅吸附剂对Hg2+的吸附量一览表

3.2 巯基功能化二氧化硅凝胶吸附Hg2+

二氧化硅凝胶是最早被研究的二氧化硅材料之一。因其具有优越的网状结构，在各个领域均有很高的研究价值[24]。如果将具有特殊性能的功能基团接枝到硅凝胶上，就可以制备出各种有应用价值的材料。比如将与Hg2+具有络合作用的巯基接枝到二氧化硅凝胶上，就可以得到一种优异的巯基改性硅凝胶吸附剂。

Dos Santos等[25]分别对巯基改性硅胶在水、乙醇、甲醇和水―甲醇溶液中对氯化汞的吸附能力进行了研究，分析了离子竞争和溶剂混合物对吸附的影响。当溶剂为水时，随着温度的升高吸附能力显著增加。 Cestari等[26]将巯基固定在硅胶上制备了SiO2-SH，通过进行硫元素分析，计算得到每克载体含有0.98 mmol的巯基。他们研究了SiO2-SH对Ni2+、Co2+、Cu2+和Hg2+的吸附行为，发现相比于其它离子，SiO2-SH对Hg2+的吸附效果最为显著。Lee等[27]应用溶胶-凝胶技术制备了巯基功能化有机陶瓷吸附剂，其对Cd2+和Hg2+最佳吸附量分别为222和1 284 mg/g，证明该吸附剂的吸附能力比陶瓷吸附剂和其他官能化的聚合物树脂要高得多。Vieira等[28]制备的巯基改性硅胶可去除水溶液中的Ag+、Hg2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+，通过量热滴定技术测得巯基活性位点与阳离子之间的相互作用强度顺序为Hg2+＞Ag+＞Cu2+＞Ni2+＞Zn2+，如表2所示。Štandeker等[29]通过溶胶―凝胶法合成了表面修饰有巯基的二氧化硅凝胶，该吸附剂对Cu2+和Hg2+的吸附率均可达到99%以上。

表2 不同金属阳离子与巯基的相互作用强度关系一览表[28]

4 各种因素对巯基功能化二氧化硅在吸附Hg2+过程中的影响

4.1 溶液pH值的影响

pH值在吸附过程中起重要作用，因为它可以影响金属离子的存在形式和吸附剂的表面性质[30]。 Walcarius等[31]分别采用了后接枝法和共缩聚法制备了一系列不同巯基负载量的介孔二氧化硅吸附剂，研究发现Hg2+与巯基功能化二氧化硅的结合依赖pH值，特别是在pH＜4的酸性介质中，此时介孔二氧化硅对Hg2+的吸附能力和选择性达到最佳效果。Saman[23]探讨了pH值对吸附剂吸附能力的影响。在低pH值下，吸附剂中的碱性活性位点被质子化，导致Hg2+被大量排斥。此外，在非常低的pH值下，当在吸附剂表面形成S-Hg+络合物后，就会产生静电屏障，减少汞离子与其他巯基的键合。另一方面，在高pH值（＞9）下，活性基团和汞离子之间的结合力会减小。此外，高pH值还会导致二氧化硅表面劣化，这会减少对Hg2+的吸附。该吸附剂在pH值约为7.5时对汞的吸附效果达到最佳，如图3所示。

图3 pH值对合成吸附剂吸附Hg2+的影响[23]

4.2 吸附温度的影响

通常情况下，吸附容量随温度的升高而增加。Cui[32]和Lu等[33]的研究表明吸附是自发进行的吸热过程，并且可以通过升高温度来促进反应的进行。但对于放热过程的吸附来说，结果恰恰相反。Stöber通过对磁铁矿纳米颗粒（TF-SCMNP）在10、22.5和35℃下对Hg2+的吸附结果进行分析，发现其在10℃下的吸附率为 93.48%，22.5℃下的吸附率为93.76%，35℃下的吸附率为82.99%。在10℃和22.5℃下的吸附量基本一致，但在35℃时出现下降[21]。Tsai等[34]也报道了类似结果，Tsai认为在放热的吸附过程中，吸附量随吸附温度的降低而增加。Jeon和Park[35]指出，胺基化壳聚糖吸附Hg2+是一个放热过程，随着温度的降低，胺基化壳聚糖与Hg2+之间的结合强度增加，对Hg2+的吸附能力增加。

4.3 吸附时间的影响

吸附剂材料凭借其丰富的吸附位点和吸附性能强的吸附基团而表现出快速高效的吸附能力，从而大大缩短了吸附平衡时间。尤其是介孔二氧化硅材料，由于其具有表面积大和孔隙率高的特点，具有极快的吸附速度。Figueira等[19]制备的介孔巯基功能化二氧化硅吸附剂尽管巯基含量低，但在5分钟就能吸附92%的Hg2+，并在15分钟达到吸附平衡。TF-SCMNP吸附剂在吸附Hg2+时具有快速、高效的优点，前5分钟内可以吸附90%的Hg2+，在不到15分钟内即可达到吸附平衡[21]。

4.4 共存离子的影响

在现实操作中使用吸附剂来处理污水中的Hg2+时，水样中往往不仅只存在这一种金属离子。在吸附过程中存在的其他离子可能会对Hg2+的吸附产生干扰。在这方面，许多研究者将多种金属离子与Hg2+混合在同一水样中，使用巯基功能化二氧化硅进行吸附，发现此类吸附剂对Hg2+的吸附能力几乎不受任何影响，这也证实了巯基对汞的选择性吸附作用。Brown[17]探究了多孔巯基功能化二氧化硅吸附剂对混合离子溶液的吸附能力。研究发现吸附剂对多种金属离子中Hg2+的吸附量与单一Hg2+吸附量基本相同。当TF-SCMNP 吸附自来水和含有其他离子的瓶装水中的Hg2+时，也得到了相同的结论[17]。但在Li[20]的研究中，在使用SH-mSi@Fe3O4对由Hg2+、Pb2+、Ag+和Cu2+组成的混合溶液进行吸附时，发现对Cu2+的吸附量（70%）高于只有Cu2+存在时的吸附量，表明Hg2+还可促进吸附剂对Cu2+的吸附。

5 巯基功能化二氧化硅的再生性能

解吸性能可以反映吸附剂的再生能力和可重复使用率，是评价吸附剂性能的又一重要指标。基于此，许多研究者开展了对巯基功能化二氧化硅吸附剂解吸―再生性能的探索，报道了各种比例和浓度的解吸剂，如HCl、HNO3、KBr、HBr、HCl和硫脲的混合物等。例如，Walcarius等[31]提出使用含有0.1 M HCl和5%硫脲的混合溶液可以很好的对巯基功能化二氧化硅吸附剂进行再生。如Arencibia等[36]使用了不同浓度的 HNO3和HCl 对巯基功能化二氧化硅吸附剂进行解吸。结果表明，HCl处理后的SBA-15-SH表现出很好的再生能力，而使用硝酸的再生率较低。他们在再生实验中还测试了KBr、KSCN、(NH2)2CS和HBr的解吸效果，发现所有样品均能够去除大量被吸附的汞，其中HBr的效果最佳，如图4所示。当使用1 M HBr作为MPTMS-SMs吸附剂的解吸剂时，在五个解吸―再吸附循坏过后，吸附剂对Hg2+仍然保持着很高的吸附量。

图4 不同种类的解吸剂对Hg2+的再生百分比的对比图[36]

6 现存的挑战与未来展望

巯基功能化二氧化硅是一种具有良好应用前景的Hg2+吸附材料。但由于巯基与汞的亲和力很强，使汞的脱附非常困难，往往需要浓度很高的强酸作为解吸剂，但高浓度酸又有可能在解吸过程中破坏吸附剂结构，尤其会破坏二氧化硅的孔道结构，降低吸附材料的再生能力，还会造成二次污染。此外，含有巯基的原料通常很昂贵。因此，此类吸附剂的制备成本较普通二氧化硅而言较高。而且，研究表明一些巯基类前体对哺乳动物和水生生物有毒，所以在使用时应该相当慎重。

为了克服巯基功能化二氧化硅吸附剂在生产和使用过程中遇到的各种问题，研究者已取得一定的进展。为了解决吸附剂再生问题，可以使用中等浓度的酸与硫脲结合用作解吸剂。硫脲中的硫很容易与汞结合，从吸附剂表面和孔隙中去除汞，而不会对吸附剂结构造成破坏。解决了吸附剂的再生问题，也可降低该吸附剂的成本。此外，寻找价格低廉的巯基源非常重要。目前，负载有低巯基官能化密度且具有高效吸附能力的吸附剂非常值得研究，低巯基的使用也会降低对生物的毒性。

7 结束语

尽管巯基功能化的二氧化硅吸附材料在含Hg2+的污水治理方面面临着诸多挑战，但与其他种类的非巯基、非二氧化硅材料相比，此类吸附剂在对Hg2+的吸收性能方面表现突出，具有广阔的应用前景。但在使用巯基功能化二氧化硅用作吸附材料时，必须考虑这些因素：1）避免巯基的不合理使用对环境造成二次污染；2）吸附完成后必须将吸附剂从水溶液中完全分离出来；3）吸附剂在使用之前必须在实际的废水中经过严格的测试，并检查吸附后的水溶液中是否包含由吸附剂浸出的毒性物质。

[1] Hsiao H W, Ullrich S M, Tanton T W. Burdens of mercury in residents of Temirtau, Kazakhstan: I: Hair mercury concentrations and factors of elevated hair mercury levels[J]. Science of the Total Environment, 2011, 409(11): 2272-2280.

[2] Oehmen A, D Vergel, Fradinho J,. Mercury removal from water streams through the ion exchange membrane bioreactor concept[J]. Journal of Hazardous Materials, 2014, 264: 65-70.

[3] Hasan M A, Selim Y T, Mohamed K M. Removal of chromium from aqueous waste solution using liquid emulsion membrane[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009, 168(2-3): 1537-1541.

[4] Yu B, Zhang Y, Shukla A. The removal of heavy metal from aqueous solutions by sawdust adsorption-removal of copper[J]. Journal of Hazardous Materials, 2000, 80(1-3): 33-42.

[5] Baney R H, Itoh M, Sakakibara A,. Silsesquioxanes[J]. Chemical Reviews, 1995, 95(5): 1409-1430.

[6] Cao S, Zhao Z, Xin J,. Unique double-shelled hollow silica microspheres: Template-guided self-assembly, tunable pore size, high thermal stability, and their application in removal of neutral red[J]. Journal of Materials Chemistry, 2011, 21(47): 19124-19131.

[7] Daʼna E. Adsorption of heavy matels on functionalized-mesoporous silica: A review[J]. Microporous and Mesoporous Materials, 2017, 247: 145-157.

[8] Puanngam M, Unob F. Preparation and use of chemically modified MCM-41 and silica gel as selective adsorbents for Hg(Ⅱ)ions[J]. Journal of Hazardous Materials, 2008, 154(1-3): 578-587.

[9] Qu Q, Qian G, Gu Z,. Efficient removal of heavy metal from aqueous solution by sulfonic acid functionalized nonporous silica microspheres[J]. Colloids & Surfaces A Physicochemical & Engineering Aspects, 2012, 415: 41-46.

[10] Dong J, Xu Z, Wang F,. Engineering and characterization of mesoporous silica-coated magnetic particles for mercury removal from industrial effluents[J]. Applied Surface Science, 2008, 254(11): 3522-3530.

[11] Benjamin Hatton, K Landskron, Wesley Whitnall,. Past, present, and future of periodic mesoporous organosilicas-the PMOs[J]. Accounts of Chemical Research, 2005, 38(4): 305-312.

[12] Hakami O, Yue Z, Banks C J. Thiol-functionalised mesoporous silica-coated magnetite nanoparticles for high efficiency removal and recovery of Hg from water[J]. Water Research, 2012, 46(12): 3913-3922.

[13] Bibby A, Mercier L. Mercury(Ⅱ) ion adsorption behavior in thiol-functionalized mesoporous silica microspheres[J]. Chemistry of Materials, 2002, 14(4): 1591-1597.

[14] 刘岩, 白晓, 李婷婷. 新型巯基功能化二氧化硅微球的制备及其对银离子的吸附[J]. 中山大学学报（自然科学版）, 2016, 55(6): 136-139.

[15] 周丽枫, 王韧, 冯伟. 巯基改性磁性介孔二氧化硅的制备及其对重金属Cd2+的吸附研究[J]. 食品与生物技术学报, 2018, 37(10): 1035-1041.

[16] Esquivel D, Ouwehand J, Meledina M,. Thiol-ethylene bridged PMO: A high capacity regenerable mercury adsorbent via intrapore mercury thiolate crystal formation[J]. Journal of Hazardous Materials, 2017, 339: 368-377.

[17] Brown J, Mercier L, Pinnavaia T J. Selective adsorption of Hg2+by thiol-functionalized nanoporous silica[J]. Chemical Communications, 1999(1): 69-70.

[18] Mercier L, Pinnavaia T J. Heavy metal ion adsorbents formed by the grafting of a thiol functionality to mesoporous silica molecular sieves: Factors affecting Hg(II) uptake[J]. Environmental Science & Technology, 1998, 32(18): 2749-2754.

[19] Figueira P, Louren O M, Pereira E,. Periodic mesoporous organosilica with low thiol density-a safer material to trap Hg(II) from water[J]. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2017, 5(5): 5043-5053.

[20] Li G, Zhao Z, Liu J,. Effective heavy metal removal from aqueous systems by thiol functionalized magnetic mesoporous silica[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 192(1): 277-283.

[21] Stöber W, Fink A, Bohn E. Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 1968, 26(1): 62-69.

[22] Shen Y, Jiang N, Liu S,. Thiol functionalization of short channel SBA-15 through a safe, mild and facile method and application for the removal of mercury(II)[J]. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2018, 6(4): 5420-5433.

[23] Saman N, Johari K, Mat H. Adsorption characteristics of sulfur-functionalized silica microspheres with respect to the removal of Hg(II) from aqueous solutions[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 53(3): 1225.

[24] 郭猛, 徐荣, 钟璟. 巯基官能化二氧化硅凝胶的制备及Hg2+吸附性能研究[A]. 中国化学会高分子学科委员会. 中国化学会第18届反应性高分子学术研讨会论文集[C]. 中国化学会高分子学科委员会: 中国化学会, 2016: 3.

[25] Euler, A., dos,. The influence of the counter ion competition and nature of solvent on the adsorption of mercury halides on SH-modified silica gel[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2002, 201(1-3): 275-282.

[26] Cestari A R, Airoldi C. Chemisorption on thiol-silicas: Divalent cations as a function of pH and primary amines on thiol-mercury adsorbed[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 1997, 195(2): 338-342.

[27] Lee J S, Gomez-Salazar S, Tavlarides L L. Synthesis of thiol functionalized organo-ceramic adsorbent by sol-gel technology[J]. Reactive and Functional Polymers, 2001, 49(2): 159-172.

[28] Vieira E, DAS José, Airoldi C. Interaction of cations with SH-modified silica gel: Thermochemical study through calorimetric titration and direct extent of reaction determination[J]. Journal of Materials Chemistry, 1997, 7(11): 2249-2252.

[29] Štandeker S, Veronovski A, Novak Z,. Silica aerogels modified with mercapto functional groups used for Cu(Ⅱ) and Hg(Ⅱ) removal from aqueous solutions[J]. Desalination, 2011, 269(1-3): 223-230.

[30] Wang X, Lv P, Zou H,. Synthesis of poly (2-aminothiazole) for selective removal of Hg(II) in aqueous solutions[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2016, 55(17): 4914.

[31] Walcarius A, Delac Te. Mercury(Ⅱ) binding to thiol-functionalized mesoporous silicas: Critical effect of pH and sorbent properties on capacity and selectivity[J]. Analytica Chimica Acta, 2005, 547(1): 3-13.

[32] Cui H, Qian Y, Li Q,. Adsorption of aqueous Hg(II) by a polyaniline/attapulgite composite[J]. Chemical Engineering Journal, 2012, 211: 216-223.

[33] Lu J, Wu X, Li Y,. Modified silica gel surface with chelating ligand for effective mercury ions adsorption[J]. Surfaces and Interfaces, 2018, 12: 108-115.

[34] Tsai W T, Hsien K J, Chang Y M,. Removal of herbicide paraquat from an aqueous solution by adsorption onto spent and treated diatomaceous earth[J]. Bioresource Technology, 2005, 96(6): 657-663.

[35] Jeon C, Park K H. Adsorption and desorption characteristics of mercury(II) ions using aminated chitosan bead[J]. Water Research, 2005, 39(16): 3938-3944.

[36] Arencibia A, Aguado J, Arsuaga J M. Regeneration of thiol-functionalized mesostructured silica adsorbents of mercury[J]. Applied Surface Science, 2010, 256(17): 5453-5457.

Progress of Thiol-Functionalized Silica Adsorbing Hg(Ⅱ)

LI Li-qiang

（School of Materials and Chemistry, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China）

The research briefly introduced the type and the preparation of thiol (-SH) functionalized silica. Due to the strong acid-base interaction between the thiol group and Hg2+, the thiol functionalized mesoporous silica adsorbent and the thiol-functionalized silica gel adsorbent have better adsorption capacity for Hg2+. Besides, the effects of pH value, adsorption temperature, adsorption time and coexisting ions on the adsorption process of Hg2+were summarized. The regeneration performance of thiol functionalized silica was also discussed. Finally, the practical application of Hg2+waste water treatment industry, the opportunities and challenges it faces, and the application prospect are prospected.

thiol functionalized; silica; adsorption; gel; Hg2+

TQ 129

A

1009-220X(2022)04-0007-08

10.16560/j.cnki.gzhx.20220405

2022-01-20

李立强（1996～），男，山东济南人，硕士；主要从事高分子化学的研究。