主要观点总结
本文研究了金属1T/1T'相二维过渡金属二硫化物（TMDs）纳米片在去除饮用水中重金属离子（如Pb^2+）方面的应用。通过电化学锂离子插层剥离方法合成高产率的单层或双层TMD纳米片，用于Pb^2+的去除。实验结果表明，这些纳米片具有出色的吸附性能，去除效率高，循环再生性能良好。通过球差电镜、同步辐射和理论计算等手段，证实了Pb^2+通过形成S-Pb键以单原子形式吸附在过渡金属原子顶端位置。此外，将MoS_2纳米片制成层状膜作为点式过滤器（POU），展示了对Pb^2+废水处理的潜力。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
饮用水中重金属离子的高毒性、快速迁移性和不可生物降解性对人类健康构成严重威胁。Pb^2+、Cd^2+和Hg^2+等离子的有害影响已得到充分证实。多种技术如化学沉淀、溶剂萃取、离子交换和膜分离等已用于去除这些离子，但去除效率仍不足以满足世界卫生组织对Pb^2+（10 μg L^-1）等离子的严格标准。吸附被视为有效去除饮用水中HMI的策略。
关键观点2: 研究方法
通过电化学锂离子插层剥离方法合成金属1T/1T'相二维过渡金属二硫化物（TMDs）纳米片。利用球差电镜、同步辐射和理论计算等手段研究Pb^2+的吸附机制和吸附位点。
关键观点3: 实验结果
实验结果表明，金属1T/1T'相TMDs纳米片对Pb^2+具有出色的吸附性能，去除效率高。通过球差电镜观察到Pb^2+吸附在过渡金属原子顶端位置，形成S-Pb键。理论计算证实了这一机制，并揭示了丰富的S化学吸附位点是高性能的关键。循环再生实验表明MoS_2具有良好的循环性能。
关键观点4: 应用前景
将MoS_2纳米片制成层状膜作为点式过滤器（POU），展示了对Pb^2+废水处理的潜力。这种膜具有良好的处理容量和过滤效率，为实际应用提供了可能性。
关键观点5: 通讯作者简介
曾志远，香港城市大学副教授，博士生导师，主要从事二维TMDs材料的电化学Li+插层剥离技术、膜分离技术、原位液相透射电镜技术等研究。在Nature系列杂志等顶级期刊上发表了大量研究成果。
文章预览
第一作者：梅亮，孙明子，杨锐捷 通讯作者：曾志远，谷林，黄勃龙 通讯单位：香港城市大学，清华大学，香港理工大学 论文DOI：10.1038/s41467-024-52078-y 全文速览 二维（2D）材料作为吸附剂，在去除饮用水中的重金属离子（HMI）方面受到广泛关注，因其拥有大量吸附位点。然而，实验研究尚不足以充分发挥其吸附能力并阐明机制。本研究中，我们合成的金属1T/1T'相2D过渡金属二硫化物（TMD，包括MoS 2 、WS 2 、TaS 2 和TiS 2 ）纳米片展现出卓越的铅离子（Pb 2+ ）去除能力（高达758 mg g −1 ），具有丰富活化的硫化学吸附位点。实验结果表明，Pb 2+ 浓度可在0.5分钟内从2 mg L −1 降低至2 μg L −1 ，符合世界卫生组织对饮用水的标准（Pb 2+ < 10 μg L −1 ）。通过原子级表征和密度泛函理论计算，发现Pb 2+ 通过形成S-Pb键以单原子形式吸附在过渡
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