分子印迹Fe-Co MOF纳米片对水产养殖废水中土霉素的选择性去除机制研究

针对水产养殖废水中抗生素污染难题，福建师范大学团队创新性地将二维双金属MOF与分子印迹技术结合，制备出Fe-Co MOF@MIP纳米材料。该材料对土霉素(OTC)的吸附量达36.9836 mg/g，选择性因子达11.77，通过静电吸附、氢键和络合作用实现高效去除，为抗生素污染治理提供了新型解决方案。

　　

随着全球水产养殖业的快速发展，抗生素滥用导致的环境污染问题日益严峻。土霉素(OTC)等抗生素通过养殖废水进入环境后，不仅会诱导耐药菌的产生，还可能通过食物链威胁人类健康。传统水处理技术面临选择性差、效率低等瓶颈，如何实现废水中特定抗生素的高效去除成为环境科学领域的重大挑战。

福建师范大学的研究团队在《Journal of Water Process Engineering》发表创新性研究，将二维双金属金属有机框架(Fe-Co MOF)与分子印迹技术(MIT)相结合，开发出具有特异性识别能力的Fe-Co MOF@MIP纳米片。该材料通过XRD、FTIR、SEM-EDS-Mapping等多维表征证实其结构特征，在303 K条件下对OTC的吸附容量达36.9836 mg/g，显著高于非印迹材料(Fe-Co MOF@NIP)。研究揭示了静电吸附、氢键和金属络合的多重作用机制，在含四环素(TC)和雌二醇(E2)的混合体系中仍保持11.77的选择性因子。经过三次循环使用后，仍保持16.61 mg/g的吸附性能，展现出优异的实用价值。

关键技术方法包括：1) 溶剂热法制备二维Fe-Co MOF基底；2) 以OTC为模板分子，通过自由基聚合构建分子印迹层；3) 采用准二级动力学模型分析吸附机制；4) 通过竞争吸附实验评估材料选择性；5) 实际废水验证材料的工程适用性。

【Characteration】部分显示，FTIR谱图中1455 cm^-1
(-CH₃
伸缩)和1385 cm^-1
(-CH₂
-弯曲)证实了甲基丙烯酸(MAA)与交联剂(EDGMA)的成功聚合，1730 cm^-1
的C=O伸缩振动峰进一步验证了印迹层的形成。

【Conclusion】部分指出，Fe-Co MOF@MIP对OTC的吸附量是TC的两倍、E2的四倍，这种特异性源于印迹层提供的空间识别位点与MOF骨架的协同作用。XPS分析表明Fe²⁺
/Co²⁺
与OTC的酚羟基形成稳定络合物，而准二级动力学模型(R²
=0.9966)说明电子共享主导的物理吸附过程。

该研究的突破性在于：首次将双金属MOF与分子印迹技术联用解决水产养殖抗生素污染问题，通过"结构识别+化学吸附"双机制实现选择性去除。Hui Li等研究者开发的这一策略，为复杂水体中微量污染物的精准治理提供了新思路，对保障水环境安全和公众健康具有重要意义。研究结果也提示，Cu-Co MOF等类似材料在废水处理领域具有广阔的应用前景。