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廢棄玉米秸稈也能吸附磷污染水體？高效除磷新方法
2022年05月17日 09:16:51
來源：化工儀器網 作者：羊舌木 點擊量：4769
中國科學院青島生物能源與過程研究所王光輝研究員帶領的多孔催化材料研究組以廢棄玉米秸稈為載體，開發了一種用于連續流水體除磷的新型MOFs器件。
【化工儀器網 項目成果】金屬有機框架(MOFs)材料是近二十年來發展迅速的一種配位聚合物，具有三維的孔結構，一般以金屬離子為連接點，有機配位體支撐構成空間3D延伸，是沸石和碳納米管之外的又一類重要的新型多孔材料，在催化、儲能和分離中都有廣泛應用。
MOFs具有比表面積高、密度低、易于調控修飾等優點，并且不僅可以有效地吸附溶液中的重金屬離子，而且可以選擇性的去吸附，在污染物吸附領域具有巨大的應用潛質。然而，合成的MOFs通常是納米/微米級的粉末，在實際應用中需要通過添加膠黏劑或壓片等手段成型，這一過程會導致孔道減少、傳質受阻，大幅降低MOFs的效率。
為了能夠使MOFs在保持固有特性的前提下，將MOFs塑造成面向應用的整體材料，中國科學院青島生物能源與過程研究所王光輝研究員帶領的多孔催化材料研究組以廢棄玉米秸稈為載體，開發了一種用于連續流水體除磷的新型MOFs器件。
UiO-66 MOFs非常穩定，在水溶液和酸性條件下都相當穩定，并且是時間穩定性較好的MOFs之一，可以長期穩定存放。該研究團隊利用溶劑熱法，在玉米秸稈的細胞壁表面均勻生長了一層UiO-66 MOFs膜，制備了UiO-66/MS材料，并將其組裝成了過濾器件。
玉米秸稈獨特的生物結構提供了發達的傳質通道，UiO-66的單層膜形態促進了吸附位點的暴露，使UiO-66的本征磷酸鹽吸附性能得以充分發揮。在連續流實驗中(通量300 L·m-2·h-1)，UiO-66/MS器件可將初始P濃度為3 ppm的磷污染水體修復至中國一級污水排放標準的要求范圍內。
該項研究利用廢棄玉米秸稈來吸附污染水體，甚至能夠將污染水體修復至一級污水排放標準的要求范圍內，為廢棄玉米秸稈的增值利用提供了一種新途徑，同時也為污染物吸附領域創建了新方法。
相關研究成果發表在《化學工程》(Chemical Engineering Journal)上。
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