工程磁性金属有机框架,用于饮料中微/纳米塑料的高效和广泛吸附
Jia Feng1, Yongzhen Dong2, Hui Li2
1State Key Laboratory of Marine Food Processing and Safety Control, Dalian Polytechnic University, Dalian, Liaoning 116034, China; Academy of Food Interdisciplinary Science, School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian, Liaoning 116034, China; Dalian Jinshiwan Laboratory, Dalian, Liaoning 116034, China.
Journal of hazardous materials
|June 26, 2025
概括
工程磁性金属有机框架 (MOFs) 有效地从水和饮料中去除微/纳米塑料. Fe3O4@CMC-MIL-101-NH2具有高吸附能力和可重复使用性,为环境和食品安全提供了有前途的解决方案.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学 化学 化学
背景情况:
- 微型/纳米塑料由于有毒性和污染物相互作用,造成了重大环境和健康风险.
- 金属有机框架 (MOF) 显示出微塑料吸附的潜力,但它们的结构-活性关系尚未得到充分理解.
- 工程磁性MOF为高效的微塑料清除提供了一种新的方法.
研究的目的:
- 设计和合成工程磁性MOF (Fe3O4@CMC-MOFs) 用于微/纳米塑料吸附.
- 研究Fe3O4@CMC-MOFs复合材料的吸附行为和结构-性质相关性.
- 用各种分析技术和计算方法阐明吸附机制.
主要方法:
- 合成了五种Fe3O4@CMC-MOFs复合材料.
- 对微型/纳米塑料的吸附行为进行系统调查.
- 物理化学表征,吸附动力学,异热和密度函数理论 (DFT) 分析.
主要成果:
- Fe3O4@CMC-MIL-101-NH2通过范德瓦尔斯相互作用表现出对聚钢 (PS) 的优越吸附.
- 在最佳条件下,获得了98.0%的去除和245.1 mg/g的PS吸附,最大吸附能力为1923 mg/g.
- 在五个周期中保持高效率 (>89.0%);有效去除各种微塑料 (>250 mg/g) 和饮料 (>81.0%).
结论:
- 工程磁性MOF,特别是Fe3O4@CMC-MIL-101-NH2,在微/纳米塑料去除方面表现出卓越的性能,效率和成本效益.
- 该研究澄清了结构-性质相关性,揭示了范德瓦尔斯相互作用作为PS吸附的关键.
- 开发的MOF在环境修复和食品安全系统中具有很大的应用潜力.
