NiAl–MoO <sub>2</sub> S <sub>2</sub> Nanoparticles: Structural Evolution and Mechanistic Insights into High-Performance Selenium Oxyanion Removal across Diverse pH Conditions
Notice bibliographique
Résumé
Advancing sorbent materials for the selective removal of toxic oxyanions from water requires synthetic control, tunable chemistry, and an atomic-level understanding of structure–function relationships. Here, we report the synthesis and detailed characterization of NiAl–MoO 2 S 2, a novel layered double hydroxide (LDH) nanomaterial designed for the efficient sequestration of selenium oxoanions (SeO 3 2– and SeO 4 2– ) from complex aqueous environments. The material is synthesized through a room-temperature ion-exchange process, wherein interlayer NO 3 – anions in NiAl–LDH are replaced with MoO 2 S 2 2– clusters, forming high-surface-area, flower-like nanoparticles. Comprehensive structural analysis using the synchrotron X-ray pair distribution function, X-ray absorption spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy reveals a distinct chemical transformation of intercalated [MoO 2 S 2 ] 2– into [Mo 2 O 2 S 6 ] 2– -like clusters, generating redox-active interlayers that drive selenium capture. This tailored interfacial chemistry underpins the material’s exceptional sorption performance, achieving distribution coefficients ( K d ) ≥ 10 6 mL/g and maximum capacities of 343 mg/g for SeO 4 2– and 514 mg/g for SeO 3 2–, outperforming state-of-the-art inorganic sorbents. Importantly, NiAl–MoO 2 S 2 maintains high selectivity and capacity across acidic, neutral, and alkaline pH, efficiently removing selenium from ppm to sub-10 ppb trace levels, even in the presence of competing ions typical of natural and industrial waters. The selenium uptake proceeds via reductive precipitation coupled with the oxidation of molybdenum and sulfide within the LDH framework. This study highlights the power of strategic synthetic modification and interlayer functionalization in LDHs to unlock new structural motifs and redox chemistries, offering a scalable route to advanced materials for environmental remediation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».