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贵州大学杨松团队: 新型高效 MOFs 基材料光催化降解水中污染物

日期: 来源:RSC英国皇家化学会收集编辑:杨松教授团队

背景简介

水污染已成为全球重要的环境污染问题之一,水中残留的有毒污染物如农药、抗生素、合成染料等会对生态安全和人类健康构成重大威胁。然而,这些有机污染物的传统处理方法具有条件苛刻、易产生二次污染等缺点。

光催化降解是利用光照、光催化剂在反应体系中产生活性极强的自由基,自由基再与有机污染物之间通过加合、取代、电子转移等方式将污染物全部降解为无机物的过程。它是一种绿色、高效、环保和廉价的处理技术,其在降解水中有机污染物方面受到广泛重视。

金属有机框架 (MOFs) 材料,是一类以金属阳离子或金属离子簇为节点、有机配体为连接体构成的具有周期性网络结构的新型多孔材料,因其具有多孔性、大比表面积、结构与功能多样性、可调节性和光催化性能等优点,MOFs 作为新型光催化剂在催化降解有机污染物方面展现出巨大潜力

研究详情

近日,贵州大学杨松教授团队总结了 MOFs 基光催化剂的制备和改性策略及其在高效光降解水中有机污染物方面的最新进展。详细阐述了 MOFs 基复合光催化剂形成的一些异质结,并就 MOFs 基光催化剂对水中农药、抗生素和染料的光催化降解的反应机制、降解途径等进行了分析与综述。

图 1. MOFs基材料光催化降解污染物过程及 MOFs 的制备改性策略。

值得注意的是,本综述还将 MOFs 基材料的光催化机制与传统光催化剂 TiO₂ 进行了对照,发现 MOFs 基材料具有配体-金属电荷转移跃迁 (LMCT) 的机制,故表现出了更高的光催化降解效率。

图 2. 光催化降解机制和污染物断键途径。
本综述也总结了 MOFs 在光催化降解有机污染物中的一些改性策略,如在 MOFs 基材料上沉积贵金属、掺杂原子、构建异质结等方式,并介绍了一些典型有机污染物的光催化降解途径。
综上所述,本文旨在揭示MOFs基材料光催化降解有机污染物的研究策略及其在该研究邻域中面临的机遇和挑战,为未来发展先进的光催化材料和有效的光催化降解思想提供启示。

相关成果以"Metal–organic framework-based materials: emerging high-efficiency catalysts for the heterogeneous photocatalytic degradation of pollutants in water"(《MOFs 基材料作为新型高效非均相催化剂光催化降解水中污染物》)为题,发表于英国皇家化学会期刊 Environmental Science: Water Research & Technology

论文信息

Metal–organic framework-based materials: emerging high-efficiency catalysts for the heterogeneous photocatalytic degradation of pollutants in water

Caiyan Yue, Long Chen, Heng Zhang* (张衡, 贵州大学), Jinshu Huang, Hao Jiang, Hu Li* (李虎, 贵州大学), Song Yang*(杨松, 贵州大学)

Environ. Sci.: Water Res. Technol., 2023, 9, 669-695
https://doi.org/10.1039/D2EW00784C

主要作者

岳彩燕 硕士研究生

贵州大学

本文第一作者,杨松教授团队 2021 级硕士研究生。主要研究方向为光催化降解有机农药。







张衡 副教授

贵州大学

本文通讯作者,贵州大学绿色农药全国重点实验室副教授。贵州省自然科学一等奖、宝钢教育优秀学生特等奖获得者,在生物质绿色农药活性分子设计合成、农药光催化降解等领域取得多项成果。在 ACS Catalysis、Green Chemistry、Journal of Agricultural and Food Chemistry 等国际重要学术期刊发表多篇论文,主要研究方向为农药光催化降解等研究。






李虎 教授

贵州大学

本文通讯作者,贵州大学绿色农药全国重点实验室教授,博士生导师,国家高层次青年人才计划入选者。贵州省自然科学一等奖、贵州青年五四奖章获得者,在生物质催化转化、农药功能分子设计合成等领域取得多项成果。在 Nature Catalysis、Nature Communications、ACS Catalysis 等国际重要学术期刊发表多篇论文,主要研究方向为生物质催化转化等研究。





杨松 教授

贵州大学

本文主要通讯作者,贵州大学绿色农药全国重点实验室教授,博士生导师,国家高层次人才计划入选者。国家科技进步二等奖,贵州省自然科学/科技进步一等奖获得者,在新农药创制等领域取得多项成果,在 Nature Protocols, Angewandte Chemie-International Edition, ACS Catalysis, Journal of Agricultural and Food Chemistry 等国际重要学术期刊发表多篇论文,主要研究方向为新农药创制、生物质催化转化等研究。

相关期刊

Innovation for sustainable water

rsc.li/es-water

Environ. Sci.: Water Res. Technol.

2-年影响因子*4.251
5-年影响因子*4.869
最高 JCR 分区*Q1 水资源
CiteScore 分5.5
上年发文篇数271
中位一审周期41.0 天


Environmental Science: Water Research & Technology 报道水研究领域的重大进展,所发表的高质量论文范围囊括基础科学、技术创新和管理实践,其中既包括与水科学相关的物理、化学、生物等方面的基础研究,也有侧重于水处理工程和水资源管理与供给方面的应用研究。该刊特别关注与水资源的可持续性相关的主题,以及有助于实现更安全、更稳定和更可靠的水资源供给的研究。同时,该刊也欢迎相关领域内的跨学科和多学科研究工作。

Editor-in-Chief
  • Paige Novak

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