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2022-05-11
顆粒在線訊：金屬有機(jī)框架（MOFs）材料具有比表面積高、密度低、易于調(diào)控修飾等優(yōu)點(diǎn)，在污染物吸附領(lǐng)域頗具應(yīng)用潛質(zhì)。然而，合成的MOFs通常是納米/微米級(jí)的粉末，在實(shí)際應(yīng)用中需要通過添加膠黏劑或壓片等手段成型，這一過程會(huì)導(dǎo)致孔道減少、傳質(zhì)受阻，大幅降低MOFs的效率。如何在保持MOFs固有特性的前提下，將MOFs塑造成面向應(yīng)用的整體材料仍具挑戰(zhàn)。
為了解決以上問題，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員王光輝帶領(lǐng)的多孔催化材料研究組以廢棄玉米秸稈為載體，開發(fā)了一種用于連續(xù)流水體除磷的新型MOFs器件。相關(guān)研究成果發(fā)表在《化學(xué)工程》（Chemical Engineering Journal）上。
該研究團(tuán)隊(duì)利用溶劑熱法，在玉米秸稈的細(xì)胞壁表面均勻生長了一層UiO-66 MOFs膜，制備出UiO-66/MS材料，并將其組裝成過濾器件。玉米秸稈獨(dú)特的生物結(jié)構(gòu)提供了發(fā)達(dá)的傳質(zhì)通道，UiO-66的單層膜形態(tài)促進(jìn)了吸附位點(diǎn)的暴露，使UiO-66的本征磷酸鹽吸附性能得以充分發(fā)揮。在連續(xù)流實(shí)驗(yàn)中（通量300 L·m-2·h-1），UiO-66/MS器件可將初始P濃度為3 ppm的磷污染水體修復(fù)至我國一級(jí)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求范圍內(nèi)。同時(shí)，該研究為廢棄玉米秸稈的增值利用提供了新途徑。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金等的支持。
UiO-66/MS的合成示意圖和結(jié)構(gòu)表征圖
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