导电聚合物PEDOT修饰的YMOF-NH2框架电控磷酸盐吸附-富集协同机制研究

本文创新性地将导电聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）引入氨基功能化钇基金属有机框架（YMOF-NH2），构建了兼具高导电性和表面电荷可调性的电活性磷酸盐吸附材料。通过理论计算与实验验证，证实PEDOT/YMOF-NH2复合材料在电容去离子（CDI）技术中展现出22.21 mmol/(m2·h)的磷富集速率和0.86 kWh/kg P的低能耗特性，为缓解全球磷危机提供了新型解决方案。

　　

Highlight

研究亮点表明，PEDOT/YMOF-NH₂复合材料巧妙利用PEDOT的双重功能：既作为导电网络，又充当磷酸盐（HPO₄^2-）的临时吸附平台，实现离子从初始吸附位点向高稳定性位点的定向迁移。

Materials characterization

通过X射线衍射（XRD）分析发现，PEDOT/YMOF-NH₂在保留YMOF-NH₂主晶格特征峰（详见表S1）的同时，在2θ=7.4°处出现PEDOT特有的宽缓衍射峰，证实了复合材料的成功构建。

Discussions

深入讨论揭示，该设计通过外部电场精准调控材料表面电荷，使PEDOT链段成为磷酸盐离子的"分子电梯"，将其从低亲和力区域转运至YMOF-NH₂的强路易斯酸位点，这种协同机制使磷富集能耗降低至传统方法的1/3。

Conclusions

研究结论指出，PEDOT/YMOF-NH₂在电容去离子（CDI）中实现80%的磷回收率，其22.21 mmol/(m²·h)的富集速率和0.86 kWh/kg P的能耗指标，为构建"磷资源闭环"提供了革命性材料基础。