CeO2/La2O2CO3异质结构作为高性能吸附剂：用于氟化物去除的界面协同效应与再生机制

《Process Safety and Environmental Protection》：CeO2/La2O2CO3 Heterostructures as High-Performance Adsorbents: Interfacial Synergy and Regeneration for Fluoride Removal

　　

辛晓|张慧敏|邱志玲|钱张健|丁浩晨|张立通|王向梅

摘要

水环境中过量的氟离子对生态系统和人类健康构成严重威胁，这凸显了开发高效吸附材料的迫切需求。本研究采用水热-煅烧法制备了一种0.2CeO₂/La₂O₂CO₃复合材料，用于深度去除氟离子，其最大吸附容量达到56.18 mg/g，超过了该复合材料各组分单独吸附容量的总和。综合表征和理论计算表明，其吸附机制主要归因于以下几种因素的协同作用：离子交换形成CeF₃/LaF₃的同时Ce⁴⁺发生还原；异质界面处双金属位点（Ce³⁺/La³⁺）之间的电子传递效应；以及静电吸引力和表面配位作用。这种多途径协同作用不仅提高了吸附容量，还确保了良好的选择性和可再生性。本研究为设计高选择性氟离子吸附材料提供了理论基础和实用策略。