潘丙才教授团队ACS：阳离子表面活性剂介导的混凝强化去除有毒金属有机络合物：性能、机理和验证

工业废水中的重金属常与共存有机配体结合形成重金属-有机络合物，化学稳定性高、形态复杂，传统水处理技术如沉淀、混凝、离子交换等均难以实现重金属络合物的深度去除。

目前对于重金属-有机络合物的主要处理思路是先破络合再利用常规方法进行处理，如采用氧化法破坏重金属与有机配体之间的配位结构并释放游离态金属离子，后再用化学沉淀法、吸附法进一步降低重金属的含量或回收重金属。

这一处理模式总体处理流程长、成本偏高，开发经济高效、操作简便的络合态重金属深度去除方法已成为重金属废水深度处理的迫切需求。

混凝沉淀法是一种传统的水处理工艺，具有分离效率快、操作简便等优点，通过对混凝剂进行改性往往可强化污染物的深度去除。

近期， 南京大学潘丙才课题组利用两亲的阳离子表面活性剂发展出一种基于“金属-配体-表面活性剂”缔合原理的新型混凝技术，成功实现了多种络合态重金属的高效去除。

研究发现， 在偏碱性条件下，具有高负电荷密度的络合态重金属与阳离子表面活性剂可产生较强的静电吸引 ，表面活性剂尾端的长烷基链通过创造疏水环境大大强化了这种结合力。

这种特殊的缔合方式可促进疏水絮体与矾花的形成，并从溶液中析出。

以Cr(III)-柠檬酸络合物为模型污染物，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为混凝剂，可将Cr(III)-柠檬酸从10.4 mg/L的初始浓度降低至约0.2 mg/L(以Cr计)，去除率显著优于碱性沉淀和Al(III)系混凝剂。

进一步研究表明，络合态重金属的去除率随阳离子表面活性剂的疏水烷基链增长而逐渐提升，当碳链大于C16时，去除效果最佳，而表面活性剂的头基构型对络合态重金属去除的影响并不明显。

通过对模拟废水与真实废水中多种络合态重金属(Ni、Cu、Pb、Zn、Cr(III)等)的有效去除，证明该絮凝技术具有广谱适用性与良好的实际应用前景。

上述研究以“Cationic Surfactant-Mediated Coagulation for Enhanced Removal of Toxic Metal-Organic Complexes: Performance, Mechanism, and Validation”为题，发表于ACS ES&T Engineering (https://doi.org/10.1021/acsestengg.1c00417)。

课题组2021届博士陈宁怡（现为浙江工业大学教师）为该论文第一作者，钱杰书教授、张全兴院士为共同作者，潘丙才教授为通讯作者。研究得到国家杰出青年基金（批准号21925602）的资助。

（来源：环境功能材料与水污染控制 ）