可漂浮各向异性复合气凝胶增强海水养殖废水中抗生素的协同吸附-光催化降解性能

本文报道了一种基于海葵-寄居蟹共生启发的可漂浮各向异性MIL-53(Fe/Co)-氧化石墨烯/海藻酸钠/纳米纤维素复合气凝胶(FCG/SC)，通过GO界面调控与定向冷冻干燥技术构建缺陷结构，显著提升了四环素盐酸盐(TC-HCl)的协同吸附-光催化(SAP)效率（99.32%）。该材料在模拟海水养殖废水（含NH4Cl、KNO3等干扰离子）中仍保持70.12%降解率，且循环5次后效率达96.16%，为海洋抗生素污染治理提供了新策略。

　　

亮点

• 基于共生启发构建了可漂浮各向异性FCG/SC气凝胶

• Co掺杂与GO调控协同优化MIL-53(Fe/Co)缺陷结构与光催化活性

• 定向孔道缩短光路，提升催化剂表面光吸收效率

• 协同吸附-光催化(SAP)效率（99.32%）显著优于分步处理(PAP)

• 在复杂水产养殖废水中保持高稳定性与循环使用性（5次循环96.16%）

结论

总而言之，我们通过GO界面调控与定向冷冻干燥技术成功构建了各向异性FCG/SC复合气凝胶，用于高效降解水体中的抗生素。结构表征（扫描电镜、能谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱）证实了光催化剂的成功合成。该气凝胶表现出卓越的协同吸附-光催化性能，在可见光下以30%的最佳FCG负载量对四环素盐酸盐的降解率超过99%，并且在模拟海水和含多种盐离子（NH₄Cl、KNO₃、NaNO₂、KH₂PO₄）及葡萄糖的实际养殖废水中仍保持高去除率（分别超过95.04%和70.12%）。更重要的是，该材料展现出优异的稳定性和可重复使用性，连续五次循环后表面结构无显著损伤，催化剂浸出极少，降解效率仍能保持在96.16%。这项工作为开发高效、可重复使用的复合材料用于处理海水养殖废水中的抗生素提供了新思路。