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学术进展

陈武教授课题组在《International Journal of Biological Macromolecules》上报道“ZIF-67复合木质素水凝胶的合成及其催化PMS降解废水中萘”研究

来源: 作者:发稿时间:2025/02/18 08:25浏览次数:

内容简述近日(2025.01.16日),《国际生物大分子杂志》(International Journal of Biological Macromolecules)发表了陈武教授课题组的最新研究成果,报道了使用新型木质素水凝胶催化剂ZIF-67@SL活化过一硫酸盐催化降解水中的萘、苊、二氢苊、芴、和菲。该研究关注ZIF-67@SL/PMS体系催化降解PAHs的性能、降解机理及PMS活化机理等。该体系对PAHs有很优异的降解效率,对不同浓度的ACN、ACT、FLU、PHE及NAP的去除率分别为99.58%、99.36%、42.37%、88.91%、85.43%。

论文题目为“Synthesis of ZIF-67 composite lignin hydrogel and its catalytic degradation of naphthalene by PMS in wastewater,陈武教授、中国石油大学(华东)刘卓状为论文共同第一作者,刘卓状为论文通讯作者,长江大学化学与环境工程学院为第一作者单位。

ZIF-67是最具代表性和研究最广泛的三维多孔结构的MOF材料,在吸附、分离,尤其是非均相催化等领域均具有应用价值,但是由于ZIF-67以晶体和粉末的形式存在,其本身的刚性和易碎性限制了它的实际应用,此外ZIF-67结构中的孔隙大多为微孔结构,再加上其本身在结晶状态下呈大分子聚集状态,这种状态影响ZIF-67的表面通透性,限制了其本身多孔结构的应用。因此,将ZIF-67和其他材料结合来起到增强双方功能性的研究成为一种新的研究方向,如将ZIF-67负载到水凝胶中,不仅可以有效地避免ZIF-67在溶液环境中的不稳定性,还可以同时发挥ZIF-67高效催化和水凝胶材料易于回收的优势。

陈武教授课题组使用温和的室温水溶液作为ZIF-67@SL复合材料合成的环境,避免了有机溶剂如甲醇或乙醇的使用,避免了使用有害溶剂的环境压力。在这项研究中构建了ZIF-67@SL活化过硫酸盐(PMS)体系以降解废水中PAHs。通过催化剂表征、活性物种检测及活性位点探究,阐明了PMS的活化机理,并考察了该体系对于共存物质及复杂水体的适应性和催化剂稳定性,进一步探究了ZIF-67@SL/PMS对多组分多环芳烃的去除规律和效果。该研究为ZIF-67材料活化PMS处理高浓度PAHs废水提供了理论及实践依据,并为ZIF-67和水凝胶的资源化、高值化利用提供了新策略。

该研究部分资金来自中国石油天然气集团有限公司“十四五”前瞻性基础性重大科技项目课题《低成本油田污水处理技术研究》(2021DJ6606),并得到中石油HSE重点实验室和长江大学化学与环境工程学院实验中心的支持。

      

         图文摘要:


文章链接https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.139700