电纺ZIF-67/PAN纳米纤维协同吸附-降解亚甲基蓝：性能与机理研究

《Environmental Research》：Synergistic adsorption-degradation of methylene blue via electrospun ZIF-67/PAN nanofibers: performance and mechanisms

本文报道了通过电纺技术将ZIF-67纳米颗粒固定于聚丙烯腈（PAN）基质，成功制备ZIF-67/PAN复合纳米纤维膜。该材料兼具优异吸附能力（1169.23 mg/g）与催化降解功能，通过激活过一硫酸盐（PMS）实现10分钟内100%亚甲基蓝（MB）去除。密度泛函理论（DFT）揭示了以脱甲基化和开环为主导的降解路径，材料具备宽pH适应性（pH 3-9）和良好可重复使用性（5次循环效率损失<8%），为工业印染废水治理提供了新策略。

　　

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Materials

从中国上海国药集团化学试剂有限公司采购的化学品包括：六水合硝酸钴（Co(NO₃)₂·6H₂O）、2-甲基咪唑（2-Meim）、过一硫酸钾（PMS）、四环素（TC）、罗丹明B（RhB）、亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）、孔雀石绿（MG）、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、甲醇、乙醇（EtOH）和叔丁醇（TBA）。对苯醌（BQ）和L-组氨酸（His）购自麦克林。

Characterization of ZIF-67/PAN

图1a展示了ZIF-67/PAN的制备过程。ZIF-67/PAN复合膜是通过电纺技术制备的。图1b显示了所制备的ZIF-67/PAN膜的照片。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征技术，系统研究了所制备的ZIF-67/PAN复合材料的微观结构和形貌演变。图1c显示，原始的ZIF-67纳米颗粒呈现出明确的菱形十二面体形态，平均尺寸约为300纳米。

Conclusion

本研究通过电纺技术成功合成了ZIF-67/PAN复合纳米纤维，有效解决了纯MOF粉末常见的团聚和回收难题。这些复合纳米纤维表现出卓越的协同吸附-催化能力，能够高效去除MB。它们在45°C下具有高达1169.23 mg/g的吸附容量，这归因于其663.06 m²/g的高比表面积。