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林资源高效转化与利用团队在J. Hazard. Mater.报道MOFs高效吸附四环素

文章来源:李燕     发布时间:2021年06月25日     点击数:次

四环素约占抗生素总产量和使用量的三分之一,由于其良好的结构稳定性,在水体中难以被降解,近年来经常在水环境中被检测到。四环素的抗菌活性会杀死水体中的微生物,造成水生生态系统的破坏。此外长期暴露在四环素的环境下会引发细菌的耐药性。因此,开发有效途径对水中四环素进行去除具有重要现实意义。金属-有机框架(metal-organic frameworks, MOFs)材料是目前吸附四环素最有前景的吸附剂之一。金属掺杂技术修饰MOFs基吸附剂被认为是一种简单有效的手段,可赋予其额外的吸附位点,提高其吸附性能。另一方面,大多MOFs含有电子缺陷配位不饱和位点(CUSs),这些位点通常被制备产物中的溶剂分子所占据。通过热活化去除溶剂分子,活化的CUSs可以与有机污染物中的氨基、羟基、羰基等富电子基团配位,从而提高MOFs对各种有机污染物吸附性能。基于上述背景,林资源高效转化与利用团队通过Fe掺杂策略改性ZIF-8获到了Fe-ZIF-8吸附剂,在500℃下活化暴露出更多的活性位点,对水中四环素吸附具有高吸附能力和优良循环性能。

研究表明:(1)掺杂Fe离子及热活化后,Fe-ZIF-8-500的Fe位与四环素分子的相互作用增强,使四环素吸附容量进一步增加。(2)Fe-ZIF-8-500的介孔性质、静电吸引、氢键、表面络合和π-π相互作用等综合作用使其对四环素具有空前的吸附能力。(3)实际废水中Na+、K+、NO3-、SO42-和Cl-离子的共存会促进Fe-ZIF-8-500对四环素的吸附,Ca2+和腐殖酸则会抑制四环素的吸附。

相关成果以“High-performance Fe-doped ZIF-8 adsorbent for capturing tetracycline from aqueous solution”为题发表在环境类国际Top期刊Journal of Hazardous Materials上。论文的第一作者为我院2018级硕士研究生杨欢,通讯作者为陕绍云教授和胡天丁博士,通讯单位为昆明理工大学化学工程学院。该研究工作得到了国家自然科学基金、云南省高层次人才支持计划青年拔尖人才项目以及昆明市林产资源高效转化与利用重点实验室的资助。

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