MOF-801/聚多巴胺双修饰PAN纳米纤维膜同步高效去除环境水体中多类抗生素污染物

《Journal of Environmental Management》：MOF-801 and polydopamine dual-modified PAN nanofiber membranes for simultaneous removal of multiple antibiotic classes from environmental water

本文成功制备了MOF-801@聚多巴胺@聚丙烯腈纳米纤维膜（MOF-801@PDA@PAN NFMs），通过静电吸引、氢键、π-π相互作用和金属络合等多重机制，实现了对6大类32种抗生素的快速同步吸附（10分钟内）。该材料在15次循环使用中保持稳定性能，无需调节pH/离子强度且免后处理分离，为抗生素污染水体的规模化治理提供了创新解决方案。

　　

^亮点

^{化学品与试剂}

本研究所用化学品均为分析纯级别。聚丙烯腈（PAN，分子量～150,000）、富马酸（C₄H₄O₄）、硫酸锆（Zr(SO₄)₂）、盐酸多巴胺（DA）和Tris-HCl缓冲液（0.01 mol/L，pH 8.5）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。盐酸（HCl）、氢氧化钠（NaOH）、氯化钠（NaCl）、氯化镁（MgCl₂）、乙醇（EtOH）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和尿素购自上海麦克林生化科技有限公司。高效液相色谱（HPLC）级甲醇和乙腈购自德国默克集团。所有实验用水均为超纯水（18.2 MΩ·cm）。32种抗生素标准品（纯度＞98%）详细信息见附表S1。

^{MOF-801@PDA@PAN纳米纤维膜制备条件的优化}

聚多巴胺修饰PAN纳米纤维膜（PDA@PAN NFMs）对不同类别抗生素的吸附效率如图1所示。除四环素类（TCs）外，其余类别抗生素的吸附效率在PDA修饰后均有不同程度提升。当PDA修饰效率达到45.5%时，PDA@PAN NFMs对各抗生素类别表现出最佳吸附性能：四环素类（TCs）14.50%–36.53%、磺胺类（SAs）14.77%–76.63%……（后续数据动态展示修饰效果的显著提升）

^结论

本研究成功以PAN纳米纤维膜为基底，通过聚多巴胺（PDA）和MOF-801双修饰策略制备了MOF-801@PDA@PAN纳米纤维膜，实现了环境水体中6大类32种抗生素污染物的同步吸附去除。双修饰赋予材料静电作用、氢键、π-π堆叠和金属配位等多重吸附机制，展现出快速动力学（10分钟平衡）、高吸附容量（39.22%–98.83%去除率）和优异循环稳定性（15次重复使用）。该研究为开发高效、低成本且易再生的抗生素污染控制技术提供了新范式。