三聚氰胺改性POM@MOF复合材料（WCo@C）增强过一硫酸盐活化效应实现四环素高效降解

本研究创新性地采用三聚氰胺改性策略构建WCo@C复合材料，通过调控材料分散性与电荷传输阻力显著提升过一硫酸盐（PMS）活化效率，在四环素降解中实现95.83%的去除率及83.51%的循环稳定性，为设计高效高级氧化系统（AOPs）提供了新思路。

　　

Highlight

化学品

本研究所用化学试剂的纯度及生产商如下：六水合氯化钴（CoCl₂?6H₂O）、过一硫酸钾（KHSO₅?0.5KHSO₄?0.5K₂SO₄, PMS）、四环素（C₂₂H₂₄N₂O₈, TC）和三聚氰胺（C₃H₆N₆）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；硅钨酸（H₄[SiW₁₂O₄₀]?XH₂O）和L-组氨酸（C₆H₉N₃O₂）购自天津中联化学试剂有限公司；五水合硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃?5H₂O）和氢氧化钠（NaOH）购自成都科隆化学品有限公司；甲醇（CH₃OH, HPLC级）和叔丁醇（C₄H₁₀O, TBA）购自天津富宇精细化工有限公司。所有试剂均为分析纯，实验用水为超纯水（18.25 MΩ?cm）。

催化剂表征

通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）与能量色散X射线光谱（EDS）对未改性WCo@C和三聚氰胺改性WCo@C-10的表面形貌进行表征（图2）。未改性的WCo@C材料（图2F）呈现明显颗粒团聚现象，而改性后的WCo@C-10（图2E）则展现出更均匀的块状晶体形态。这一转变可归因于三聚氰胺热解过程中释放的氨气（NH₃）对材料结构的蚀刻作用，有效抑制了金属颗粒的聚集，从而显著提升活性位点分散度。

结论

本研究首先以硅钨酸（H₄[SiW₁₂O₄₀]·xH₂O）、1,3-双（咪唑甲基）苯（mbix）和六水合氯化钴（CoCl₂·6H₂O）为前体，通过水热法合成WCo-PMOFs复合材料，继而采用三聚氰胺掺杂策略，以1:1、1:5和1:10的质量比煅烧制备具有高分散活性位点的WCo@C催化剂（WCo@C-1、WCo@C-5和WCo@C-10），用于过一硫酸盐（PMS）活化降解四环素（TC）。