近日,我院项文龙副教授在金属废液资源化与水污染治理领域取得重要进展,相关成果以 “Integrated adsorption and photo‑Fenton catalysis for efficient water decontamination using a scalable and recyclable waste‑derived MOF‑cotton composite”为题发表于国际分离纯化领域权威期刊《Separation and Purification Technology》。
金属有机框架(MOFs)作为一类多孔晶态材料,在水污染治理领域潜力巨大。但粉末态 MOF 存在固液分离困难、易造成二次污染、颗粒团聚降低处理效能等现实瓶颈,制约其实际工程应用。同时传统 MOF 合成多依赖溶剂热高温工艺,存在能耗高、溶剂毒性大的短板。针对上述问题,研究团队利用镀锌酸洗废液为金属源,在室温条件下制备双金属 MIL‑88A (Fe/Zn),进一步通过简易可放大的静电自组装策略,将 MOF 固载于棉花纤维,构筑兼具吸附与光‑Fenton 催化双功能的 MOF‑棉复合材料(MC),实现工业废液资源化再利用与高性能水处理材料一体化制备。

该复合材料可作为高效吸附剂,对刚果红的最大单层吸附容量可达889.5 mg·g-1;经过 5 次吸附‑脱附循环后,染料去除效率仍保持 92.5% 以上,在固定床连续流动装置中同样展现优异的染料持续去除能力。同时,该材料可作为可见光驱动光‑Fenton 催化剂,高效降解抗生素污染物;Zn 掺杂可显著促进光生载流子分离,相较于单金属 MIL‑88A (Fe),降解动力学提升 89.8%。经过 25 次循环反应后,材料仍保留 88.6% 的降解效率,连续流固定床反应器实验证实该复合材料具备长期稳定运行的工程应用潜力。通过荧光探针、光电化学等系列表征证实,羟基自由基、光生空穴为降解过程主要活性物种,超氧自由基发挥辅助作用。降解产物毒性评估表明,抗生素降解中间体毒性远低于母体污染物。该室温静电自组装策略还可拓展至其他 MOF‑棉复合体系,具备良好通用性与规模化前景,为基于固废/工业废液开发稳定、可回收、可放大的环境功能材料提供新思路。
闽南师范大学为该论文唯一完成单位,2023级硕士研究生张贤为论文第一作者,项文龙副教授为独立通讯作者。研究工作得到福建省自然科学基金(2023J05180)、漳州市自然科学基金(ZZ2024J17)的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2026.136900
(文/图:张贤)