6月19日,环境工程学院青年教师潘传奇在国际著名学术期刊《Science Advances》(影响因子IF = 13.9)发表题为“Rational design of interfacial sp C-S-Zn hybridization in ZnS/graphdiyne for mercury vapor capture”(DOI: 10.1126/sciadv.aef9068)的研究性论文。《Science Advances》作为Science系列的国际顶级综合性期刊,具有较强的学术影响力。潘传奇老师为该论文第一作者及第一通讯作者,河南工业大学为该论文的第一署名及通讯单位。

气态汞(Hg0)很难控制,可以通过大气长距离迁移,是一种全球性污染物。考虑到Hg0的严重危害,开发高效、可持续的Hg0蒸气去除技术具有重要意义。碳材料的多孔结构和广泛来源使其成为汞蒸气捕获的候选者。但传统碳材料与汞的界面结合较弱,在复杂环境下稳定性差。尽管碳材料表面引入对Hg0具有亲和力的配体,如硫、硒等,可以增强汞的吸附,但在吸附剂应用和再生过程中引入物质的损失将导致吸附性能下降及二次污染问题。因此,亟需开发更高效、可持续的碳材料来捕获Hg0。基于前期对富炔键碳材料的研究基础(Nat. Commun., 2025, 16, 2439),我们发现石墨炔的炔键及大孔结构有利于通过强电子相互作用锚定汞原子,实现Hg0的原位吸附氧化。在该工作中,我们通过合理设计sp杂化的C-S-Zn键构筑了稳定的ZnS/GDY纳米复合材料。研究发现石墨炔可通过C-S-Zn杂化键调控ZnS表面电子结构,诱导产生了较高的Hg0吸附位点,而非硫缺陷位点。即使在1500ppm SO2下,ZnS/GDY仍保持优异的再生性能。第一性原理计算及分子动力学模拟进一步阐明了其优异的稳定性。此外,其对高SO2及NOx含量的适应性和优异再生性能提升了ZnS/GDY在烟气处理场景中的应用潜力。
该研究工作得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金和河南工业大学高层次人才科研启动经费的资助,以及环境工程学院科研团队与科研平台的有力支持。环境工程学院始终高度重视科研团队建设与科研创新能力提升,该研究成果不仅彰显了学院在环境污染治理领域的科研实力,更将助力学院科研水平高质量发展,进一步提升学校在环境科学与生态学科领域的国际学术影响力,为推动我校“双一流”创建做出积极贡献。