《Journal of Environmental Chemical Engineering》：A Vinylene-Linked COF for Nanoplastic Capture, Electrokinetic Response Assessment, and Magnetic Recovery
编辑推荐：
•COF-V 实现了对 150–1000 nm PS 纳米塑料的快速捕获•吸附驱动的 Zeta 电位变化实现了无标记电动力学量化•类异面 COF-V/Fe 具有磁回收性和可重复使用性引言纳米塑料（NPs，<1 μm）在自然水和饮用水系统中被日益频繁地检测到（[3]；Devi
- •
COF-V 实现了对 150–1000 nm PS 纳米塑料的快速捕获
- •
吸附驱动的 Zeta 电位变化实现了无标记电动力学量化
- •
类异面 COF-V/Fe 具有磁回收性和可重复使用性
引言
纳米塑料（NPs，<1 μm）在自然水和饮用水系统中被日益频繁地检测到（[3]；Devi 等，2022；[47]），其中其高迁移性、大比表面积以及携带污染物的潜力引起了日益增长的环境和健康担忧 [1]，[36]，[46]。然而，其定量检测仍然困难。光谱、显微和热分析技术（如基于拉曼/傅里叶变换红外光谱的成像和热解 - 气相色谱/质谱联用）可以提供高置信度的聚合物信息，但它们通常需要劳动密集型的预处理、昂贵的仪器以及经过培训的操作人员（[40]，[44]，[49]；Xinao 等，2025）。因此，快速富集和信号响应方法应被视为补充筛选工具，而不是确认性分析方法的替代方案。人们探索了各种材料和表面改性策略以增强纳米塑料的去除 [53]。例如，中空纤维膜 [57]、生物炭 [24]、纳米纤维素 [29] 和磁性纳米材料 [52] 可以实现高捕获效率。然而，这些方法主要是为单向分离而设计的，吸附剂/膜通常难以在不降低性能的情况下再生或回收，因此不能轻松地循环回到封闭的重复使用过程中。此外，大多数报道的系统侧重于提高保留率而非实现传感，因此很少能提供即时、可量化的现场信号以允许现场测量纳米塑料浓度。
共价有机框架（COFs）因其有序的孔隙率、低密度、结构可调性和可设计的表面化学性质而成为有前景的吸附剂 [10]，[15]，[41]，[54]，[8]。然而，许多基于 COF 的平台仍在静态条件下运行 [33]，[59]，这限制了传质并进一步限制了实际的重复操作。此外，COF 吸附很少与可直接测量的输出耦合，用于实验室浓度 - 响应评估。在这种情况下，磁性响应颗粒可以通过主动混合增强颗粒 - 吸附剂接触并促进回收，而诸如 Zeta 电位等电动力学读数可以灵敏地反映吸附引起的界面变化（[22]；Pacheco 等，2018；Vilela 等，2017）。
在这里，我们开发了一个基于 COF 的平台，在相对清洁的水环境中集成了吸附、磁场驱动捕获和电动力学信号响应。乙烯基连接的 COF-V 对 150–1000 nm PS 纳米塑料表现出强烈的亲和力。吸附引起的 Zeta 电位变化与 PS 纳米塑料浓度呈负指数关系，表明电动力学信号可能为 PS 纳米塑料水平提供条件特异性代理指标。多模型回归工作流程进一步确定了影响吸附效率的候选环境控制因素。定向 Fe 沉积创造了具有各向异性涂层的 COF-V/Fe 复合材料，具有磁性响应性和可回收性。显微成像和元素映射显示出与类异面结构一致的 Fe 非均匀富集。
章节摘要
材料合成
COF-V 的合成 改编和优化先前建立的亚胺连接框架的室温合成策略，使用 2,5-二乙烯基 -1,4-苯二甲醛（DVA）、1,3,5-三 (4-氨基苯基) 苯（TAPB）、乙腈、乙酸、四氢呋喃（THF）和无水乙醇合成 COF-V，所有试剂均购自阿拉丁试剂公司。在一个 50 mL 聚丙烯离心管中，加入 71.5 mg 2,5-二乙烯基 -1,4-苯二甲醛 (Dva)、57.5 mg 1,3,5-三 (4-氨基苯基) 苯 (Tab) 和 5 mL
COF-V 的结构表征与功能特性
吸附实验前对 COF-V 的结构和理化性质进行了表征。在室温下，通过溶剂介导反应合成了碳基共价有机框架 COF-V（图 1a）。在傅里叶变换红外光谱（FTIR，图 1b）中，Dva 的醛基 C=O 信号减弱，而 COF-V 中出现了一条 C=N 伸缩振动带，表明亚胺连接键的形成 [10]，[15]。COF-V 的 XRD 图谱（图 1c）显示出明显的衍射峰，且
结论
本研究证明，乙烯基连接的 COF-V 可以作为捕获模型 PS 纳米塑料的有效实验室级吸附剂。在优化的清洁水条件下，COF-V 对 150-1000-nm PS 纳米塑料的去除效率接近 99%，吸附引起的 Zeta 电位变化在定义的实验室条件下显示出浓度依赖性的电动力学响应。这些 Zeta 电位关系应被视为条件特异性的经验校准
局限性
本研究使用的是 150-1000 nm 尺寸范围内的模型 PS 纳米塑料，因此结论不应推广到所有聚合物类型或更小的纳米塑料级分。基于 Zeta 电位的方法对 pH 值、离子类型、离子强度、背景电解质、天然有机物 (NOM) 和胶体聚集敏感，当水化学性质，特别是 pH 值发生变化时，将需要单独校准。此外，Zeta 电位测量需要专用的台式电动力学仪器，且不应当
未引用参考文献
[11]，[12]，[16]，[17]，[2]，[20]，[25]，[26]，[27]，[31]，[32]，[34]，[35]，[37]，[38]，[39]，[48]，[56]，[58]，[7]，[9]
CRediT 作者贡献声明
王爱杰 (Aijie Wang)：监督，构思。李爽 (Shuang Li)：可视化，软件，数据管理。潘宇盛 (Yusheng Pan)：软件，方法论，构思。王家琪 (Jiaqi Wang)：写作 – 原稿，可视化，软件，形式分析，数据管理。童宇航 (Yuhang Tong)：验证，方法论，数据管理，构思。宋可啸 (Kexiao Song)：软件，方法论。高尚红 (Gao Shuhong)：写作 – 审阅与编辑，监督，项目管理，资金获取。
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文报道的工作。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金委员会（项目编号 52230004、52321005 和 52293443）、广东省基础与应用基础研究基金（项目编号 2024A1515010085）、深圳市科技计划（编号 GXWD20231127195344001 和 JCYJ20241202123735045）以及深圳市海外高层次人才研究启动项目（编号 20200518750 C）的财政支持。
Jiaqi Wang|Yuhang Tong|Kexiao Song|Shuang Li|Yusheng Pan|Aijie Wang|Shu-Hong Gao
