发布日期：2022-10-20
浏览次数：
药品及个人护理品（PPCPs）作为一种新污染物，来源于各类药品的生产和使用，导致PPCPs被直接或间接排放到各类水体中。吸附技术是去除水中微量新污染物的有效技术之一。共价有机骨架（COFs）作为一种新兴的环境功能材料，已被证明能从水体中快速去除各类微量污染物。但COFs主要为粉末状，在实际应用中难以回收，且目前吸附剂都存在难以再生的问题。该研究拟设计一种磁性COFs材料（OH-MCOF），使其兼具有高吸附性能、易于磁性分离回收和可再生重复使用等特性。
图1. 磁性共价有机骨架的制备
研究者通过典型的席夫碱反应和浸渍沉淀法合成了吸附双氯芬酸钠（DCF）的磁性COFs（OH-MCOF，图1）。通过吸附动力学实验（图2a），发现OH-MCOF可在3 min内达到其吸附性能的65%以上，30 min可接近吸附平衡，其吸附速率高于活性炭和树脂等常用吸附材料。基于吸附等温线实验（图2b），证明OH-MCOF对DCF的高吸附容量，达到203.4 mg/g，在已报道的吸附材料中具有显著竞争优势。此外，对于实际水体中共存的Cl-和SO42-，OH-MCOF仍表现出对DCF的稳定吸附量（图2c）。吸附饱和OH-MCOF可利用甲醇溶剂实现有效再生，并稳定重复使用（图2d）。该研究表明，OH-MCOF能高效吸附去除水体中DCF，且吸附饱和的材料易于通过磁性分离，并在5个循环使用后仍保持稳定的吸附量，具有良好的应用潜力。
图2. 磁性共价有机骨架对DCF的吸附动力学（a）和等温线（b）；共存阴离子对磁性共价有机骨架吸附DCF的影响（c）；磁性共价有机骨架对DCF的吸附再生性能
国家重点实验室王维课题组制备的针对水中DCF的磁性COFs材料具有高效吸附性能，同时能够实现磁性分离，具有稳定的重复使用性能，在水处理中具有良好的发展潜力。该研究获青海大学国家重点实验室基金项目资助，研究成果于2020年6月29日以“Adsorptive removal of diclofenac sodium from aqueous solution by magnetic COF: Role of hydroxyl group on COF”为题发表于《Colloids and Surfaces A》(IF=5.518)。实验室周双喜老师与17级本科生米馨为共同第一作者，王维博士为通讯作者。
文章doi：10.1016/j.colsurfa.2020.125238
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775720308311?via%3Dihub
