钴掺杂单块UiO-66-OH金属有机凝胶高效去除水中四环素的研究

针对传统金属有机框架（MOFs）粉末回收困难的问题，研究人员通过室温合成钴掺杂UiO-66-OH凝胶（Co@U-OH-X），显著提升四环素（TC）吸附能力（182.31 mg·g-1 ），并通过pH、共存离子等系统性实验验证其稳定性和可循环性（4次循环后效率仅降低12.7%），为废水处理提供了一种高效、易回收的新型吸附剂。

　　

水污染问题日益严峻，其中抗生素类污染物如四环素（TC）因高毒性、难降解性成为环境治理的难点。传统金属有机框架（MOFs）虽具高吸附潜力，但粉末形态难以回收，且易聚集、孔隙利用率低。为此，中国某研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，通过创新性钴掺杂策略，开发出单块状UiO-66-OH金属有机凝胶（Co@U-OH-X），实现了TC的高效去除与材料循环利用。

关键技术方法
研究采用溶胶-凝胶法合成Co@U-OH-X，通过SEM、XRD、BET等技术表征材料形貌与孔隙结构，结合动力学模型（伪二级动力学、Freundlich等温线）和热力学分析评估吸附机制，并测试pH、共存离子等环境因素的影响。

研究结果

1. 材料合成与表征：Co@U-OH-1.76保持UiO-66-OH凝胶的纳米晶体形态（14-30 nm），钴掺杂未改变结构但显著增加活性位点。
2. 吸附性能：Co@U-OH-1.76对TC的吸附容量达182.31 mg·g^-1
   ，是未掺杂凝胶的5.1倍，优于多数文献报道的吸附剂。
3. 环境适应性：在宽pH范围（3-9）、高盐度或腐殖酸存在下均表现稳定，且对低浓度TC（1 mg·L^-1
   ）仍具高效吸附能力。
4. 机制分析：吸附过程符合伪二级动力学模型，以化学吸附为主；Freundlich等温线表明多层吸附占主导。热力学证实其为自发放热过程。
5. 循环利用：4次循环后吸附效率仅下降12.7%，干燥凝胶形态便于回收，克服了粉末MOFs的工业应用瓶颈。

结论与意义
该研究首次将钴掺杂策略应用于金属有机凝胶（MOGs），通过优化电子转移和孔隙结构，实现了TC的高效去除。材料的环境稳定性、可循环性及工业化潜力，为废水处理提供了新思路。未来可进一步探索其对其他抗生素的普适性，推动MOFs基材料在环境修复中的实际应用。

（注：全文数据与结论均基于原文，未添加额外信息；专业术语如UiO-66-OH、MOGs等均保留原文格式。）