青岛能源所利用废弃玉米秸秆制备高效除磷器件

　　 金属有机框架（MOFs）材料具有比表面积高、密度低、易于调控修饰等优点，在污染物吸附领域具有巨大的应用潜质。然而，合成的MOFs通常是纳米/微米级的粉末，在实际应用中需要通过添加胶黏剂或压片等手段成型，这一过程会导致孔道减少、传质受阻，大幅降低MOFs的效率。如何在保持MOFs固有特性的前提下，将MOFs塑造成面向应用的整体材料仍具挑战。

　　为了解决以上问题，青岛能源所王光辉研究员带领的多孔催化材料研究组以废弃玉米秸秆为载体，开发了一种用于连续流水体除磷的新型MOFs器件。相关研究发表在Chemical Engineering Journal《化学工程》杂志上。

　　该研究团队利用溶剂热法，在玉米秸秆的细胞壁表面均匀生长了一层UiO-66 MOFs膜，制备了UiO-66/MS材料，并将其组装成了过滤器件。玉米秸秆独特的生物结构提供了发达的传质通道，UiO-66的单层膜形态促进了吸附位点的暴露，使UiO-66的本征磷酸盐吸附性能得以充分发挥。在连续流实验中（通量300 L·m-2·h-1），UiO-66/MS器件可将初始P浓度为3 ppm的磷污染水体修复至中国一级污水排放标准的要求范围内。同时，该研究也为废弃玉米秸秆的增值利用提供了一种新途径。

　　该论文的第一作者是青岛能源所的李德昌博士和博士研究生张潜，通讯作者为王光辉研究员。上述工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国博士后基金等项目的资助。

　　

　　图 1. UiO-66/MS的合成示意图和结构表征图

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136461 

　　De-Chang Li1, Qian Zhang1, Wen-Quan Wang and Guang-Hui Wang*. Filter fabrication by constructing metal-organic frameworks membrane on waste maize straw for efficient phosphate removal from wastewater. Chem. Eng. J., 2022, 136461.

　　专利：一种MOF/玉米秸秆复合材料及器件的制备方法和应用，申请号： 2022103903279.