基于咪唑鎓多孔有机聚合物的连续流吸附技术高效选择性去除水中铬酸盐污染物

研究人员开发了富含氮的三嗪核心功能化咪唑鎓多孔有机聚合物(iPOPs)，通过Radziszewski多组分反应合成具有多重作用位点的iPOP-1和iPOP-2，实现了对有毒铬酸根(CrO42?)的高效捕获。其中iPOP-1凭借亚甲基间隔基赋予的结构柔性，在15秒内即可从40 ppm水溶液中去除99%的CrO42?，且在200倍竞争阴离子存在下仍保持优异选择性。连续流实验证实其可将CrO42?浓度降至40 ppb以下，满足WHO饮用水标准，为工业废水处理提供了可循环使用的解决方案。

　　

这项突破性研究设计出两种新型咪唑鎓基多孔有机聚合物(iPOPs)，通过精巧的分子工程在材料中构建了氮富集三嗪核心和多重相互作用位点。其中iPOP-1因引入柔性亚甲基间隔基展现出惊人的动力学性能——仅需15秒即可清除99%的铬酸根(CrO₄^2?)，其吸附速度较刚性结构的iPOP-2快20倍以上。更令人振奋的是，即便面对氯离子(Cl^?)、硫酸根(SO₄^2?)等200倍浓度的竞争阴离子，该材料仍能像精准的分子捕手般选择性捕获目标污染物。研究人员采用玻璃柱色谱和填充床反应器进行连续流实验，成功将剧毒铬酸盐浓度降至世界卫生组织(WHO)安全限值以下。经过五次再生循环仍保持优异性能的特性，使这项技术有望成为工业废水处理领域的游戏规则改变者。