硫空位修饰MOF808-EDTA/S-Zn3In2S6 Z型异质结高效光催化降解吡虫啉:EDTA介导形貌调控与界面In-O键的协同效应

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Separation and Purification Technology 8.2

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  为解决新兴污染物(EPs)对生态系统和人类健康的威胁,研究人员开发了基于氧化石墨烯复合膜(GOCMs)的高效水处理技术。通过表面功能化、金属纳米颗粒和MOFs材料修饰等策略,系统研究了GOCMs的协同抗污机制(静电吸附/催化降解/尺寸排阻等),显著提升了其对有机染料、重金属及典型EPs(POPs/EDCs/MPs/抗生素)的去除效率,为难降解废水处理提供了新思路。

  

随着以新兴污染物(EPs)为代表的难降解污染物对生态系统和人类健康威胁的加剧,开发高效可持续的水处理技术成为全球迫切需求。这类污染物包括持久性有机污染物(POPs)、内分泌干扰物(EDCs)、微塑料(MPs)和抗生素等,它们在水环境中持续检出且种类不断增加,对水生态安全和人体健康构成重大威胁。传统水处理技术面临效率低、膜污染严重等瓶颈,而膜分离技术因其高效节能、操作简单等优势成为研究热点。

华北水利水电大学的研究人员系统研究了氧化石墨烯复合膜(GOCMs)在难降解废水处理中的应用,相关成果发表在《Separation and Purification Technology》。该研究通过VOSviewer软件分析了2010-2025年GOCMs与EPs去除的研究趋势,重点探讨了GOCMs通过表面功能化、金属有机框架(MOFs)复合等改性策略提升性能的机制。

研究采用相转化技术(包括非溶剂致相分离NIPS和热致相分离TIPS)制备GOCMs,结合表面功能化修饰(如引入磺酸基、季铵抗菌基团)、无机材料(TiO2/MXene)复合等手段优化膜性能。通过系统分析静电吸附、催化降解、抗菌性能等多重协同抗污机制,评估了GOCMs对有机染料、重金属离子及典型EPs的去除效果。

Antifouling mechanisms of GOCMs部分揭示,GOCMs通过丰富的含氧官能团(-OH/-COOH)与污染物产生氢键、π-π堆积等特异性相互作用,结合尺寸排阻效应实现高效截留。Organic dye wastewater章节表明,GOCMs对染料分子的去除率较传统方法提升30%以上,且通量恢复率可达90%。

Challenges and future perspectives指出当前GOCMs仍面临膜污染、制造成本高等挑战,未来需开发自清洁膜材料和规模化制备工艺。Conclusion强调GOCMs通过多重协同机制显著提升EPs去除效率,为废水处理提供了新思路。该研究由Shuli Liu等人完成,通讯作者为Ruihua Li和Jingxi Tie,获国家自然科学基金(51708214)等资助。

研究创新性地阐明了EDTA介导的形貌调控与界面In-O键的协同作用机制,为设计高效光催化材料提供了理论指导。GOCMs在POPs、抗生素等难降解污染物去除方面展现的应用潜力,对推动水处理技术发展具有重要意义。

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