基于纤维负载型MIL88A/MoS2复合材料的有机污染物光催化-吸附协同去除研究

为解决水体有机污染物传统处理效率低的问题，研究人员开发了纤维负载型MIL-88A/MoS2异质结光催化剂，通过溶液吹纺技术（SBS）构建PVP/SiO2纤维载体，实现90%以上的甲基蓝（MB）降解率，并证实其对四环素等污染物具有广谱去除能力，为环境修复提供了高效稳定的解决方案。

　　

随着工业废水排放量激增，合成染料和抗生素等有机污染物对水生态系统的威胁日益严峻。甲基蓝（MB）等染料因其高环境持久性和潜在致癌性，成为水处理领域的棘手难题。传统光催化技术虽能降解污染物，但面临粉末催化剂易团聚、难回收，以及紫外光依赖性强等瓶颈。

巴西圣保罗州立大学（Universidade Estadual Paulista）的研究团队创新性地将铁基金属有机框架（Metal-Organic Framework, MIL-88A）与二硫化钼（MoS₂）复合，通过溶液吹纺技术（Solution Blow Spinning, SBS）制备聚乙烯吡咯烷酮/二氧化硅（PVP/SiO₂）纤维载体，构建了兼具光催化与吸附功能的层级材料。该成果发表于《Journal of Cleaner Production》，为解决环境污染物去除提供了新思路。

研究采用三步关键技术：首先通过水热法合成MIL-88A/MoS₂异质结粉末，利用X射线光电子能谱（XPS）和光致发光谱（PL）证实了界面电荷转移效应；其次通过SBS技术制备PVP/SiO₂纤维，经热处理提升比表面积；最后采用气枪喷涂将催化剂负载于纤维，形成自支撑结构。

材料表征显示，MIL-88A呈六方晶体结构（90-150 nm直径），与MoS₂复合后晶型更细长。傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了Fe-O键和Mo-S键的特征峰，XPS分析揭示了Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原对的协同作用。

光降解性能测试表明，含100 mg MoS₂的复合材料在120分钟内对MB降解率超90%，其机理为：MoS₂促进染料吸附，MIL-88A的Fe节点激发产生羟基自由基（·OH），二者协同增强降解效率。纤维载体不仅防止催化剂团聚，其本身也贡献了20%的吸附去除率。

稳定性验证显示，经过10次循环使用后材料效率未显著下降。拓展实验证实该体系对甲基橙（MO）、罗丹明B（RhB）和四环素均具有降解能力，48小时处理效率均超过85%。

这项研究的突破性在于：首次将MIL-88A/MoS₂异质结与可规模化生产的SBS纤维结合，通过"吸附-光催化"协同机制提升污染物去除效率。相较于传统粉末催化剂，纤维载体解决了回收难题，且PVP/SiO₂基材的环境友好性符合绿色化学原则。该工作为发展高效、可重复使用的环境修复材料提供了范式，尤其适用于纺织、制药等行业废水处理。