文章来源：《工业水处理》2023年第7期
第一作者：畅子雯
通讯作者：邵鹏辉
合作单位：大庆石化公司机动设备处
重金属废水兼具环境、资源双重属性。研发废水中重金属的选择性去除与资源化回收技术是解决重金属污染、实现有价金属高质循环的关键。
针对重金属选择性去除与资源化回收技术，综述了近年来重金属选择性吸附和选择性电还原沉积领域的研究进展。针对选择性吸附技术，系统阐述了空腔匹配和靶向配位两种选择性吸附机制，讨论了吸附功能材料的设计策略。
针对选择性电还原沉积技术，综述了直接电还原和间接电还原回收手段，并分析了这两种手段在应用中的优劣势。此外，从抗复杂背景水质干扰、吸附剂的宏观塑型以及器件化设计3个维度讨论了重金属选择性去除技术的工程应用瓶颈。最后，对未来发展趋势进行了展望，以期为该领域研究提供参考借鉴。
重金属（如 Ag、Pb、Cd、Cr、Sb 等）污染废水一般来源于矿冶、电镀以及化工等行业，具有高毒性、强酸性以及多金属共存等特点。同时，重金属作为不可再生资源，具有重要的市场价值与战略意义。而传统的废水处理技术一般采用“一锅端”的方式，导致废水中重金属资源化、高值化回收困难。因此，研发兼具“高效率、高选择性”为特点的重金属靶向去除技术是助推废弃金属资源良性循环的关键，该文章聚焦于重金属的选择性去除与资源化回收技术，综述了选择性吸附技术及选择性电还原沉积技术近年来的研究进展：
（1）系统阐明空腔匹配与靶向配位两种主要选择性吸附机制原理，分析了不同机制的优劣势，总结了基于两种机制合成吸附剂策略。研究人员在设计高选择性吸附剂时会将两者结合，在吸附剂中构建特异性匹配空腔，同时引入靶向配位官能团，协同空间匹配与化学配位的作用，在两个维度下共同提升吸附剂的选择性吸附能力，促进对废水中重金属的资源化回收。
（2）详细介绍了直接电还原沉积和间接电还原沉积两种选择性电还原沉积技术。实际应用中，直接和间接电还原沉积过程可以同时利用，形成优势互补，通过增加电极表面官能团的种类和密度或加载具有催化能力的物质来增加活性位点的数量，这不仅能够促进直接电还原过程，还会产生更多的促进间接电还原过程的活性自由基。
（3）从抗干扰性能、吸附剂宏观塑形以及器件化设计等方面，阐述了重金属选择性去除及资源化回收技术应用基础研究中面临的问题与相对措施。
重金属污染废水的修复正在从传统的污染物去除向重金属资源化回收转变。选择性吸附和选择性电还原沉积技术能够靶向捕获废水中的目标金属离子，为金属资源化回收提供可行性，具有重要的现实意义。对于选择性吸附技术，如何攻克吸附剂吸附容量与吸附选择性的持续跃升、极端苛刻介质约束下吸附性能稳定保持、绿色低碳解吸以及以工程应用为导向的吸附剂设计等技术难点，是重金属吸附领域未来研究的热点；对于选择性沉积技术，功能化选择性电极设计、选择性沉积金属纯度提升、电极材料稳定性与长效性和电化学反应器的多元化设计等问题需要研究人员进一步研究。
第一作者：畅子雯，南昌航空大学罗旭彪教授课题组博士研究生，主要从事废水中重金属选择性去除与资源化回收相关研究。E-mail：czw724803@163.com。
通讯作者：邵鹏辉，博士，南昌航空大学副教授/硕士生导师。研究领域为重金属污染物靶向吸附、微污染有机物选择性氧化。主持国家自然科学基金、江西省杰出青年基金、国家重点研发计划子课题等国家及省部级项目8项。入选中国科协中外优秀青年人才交流计划，被聘为江西省井冈学者(青年)，受邀担任环境工程学报、工业水处理、Chinese Chemical Letters 等期刊青年编委。参编有色金属行业标准1项，获中国化工学会科学技术二等奖、全国市政工程学科优秀工学博士论文等奖励。E-mail：penghui_shao@163.com。
（来源：《工业水处理》2023年第7期）
点击，查看文章原文
工业水处理大讲堂直播回放
（点击按钮，预约直播）
本文由丨工业水处理丨精编发布
编辑：霍文敏｜审核：李绍全
、转载、投稿
参考资料：
