未来新材料研究院王崇臣教授团队在固载型mof衍生物用于水处理领域取得新进展-澳门人威尼斯3966

近日，未来新材料研究院、环能学院王崇臣教授团队以膨胀珍珠岩颗粒为载体，成功制备了一种具有新型co-n3-ncs配位结构的固载型异相催化剂co-n/c@ep-600。该催化剂在活化pms以高效降解氧氟沙星（ofc）等新污染物方面表现出优异性能。通过系统的催化实验与密度泛函理论（dft）计算，深入探究了其活化性能及反应机理。此外，通过构建集成化的固定床反应装置并进行了连续流实验，有效地证明了co-n/c@ep-600/pms体系的实际应用性能。相关研究成果以“fixed-bed catalytic antibiotics detoxification through singlet oxygen-mediated nonradical oxidation: mechanisms and long-term performance”为题，发表于环境领域顶刊《water research》。

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金属有机框架（mofs）凭借其独特的多孔结构和可调控的化学组成，已成为合成多种功能衍生材料的理想前驱体。mofs衍生材料具备层次化孔结构、丰富的暴露活性位点、高比表面积以及优异的水热稳定性，因而在环境治理领域引起了广泛关注。然而，mofs及其衍生材料通常呈粉末形态，在水相体系中难以回收与重复利用，严重制约了其实际应用性能。在此背景下，将此类功能材料进行固定化处理，被视为提升其实际应用可行性的有效策略。

dft计算与一系列催化实验揭示了该反应主要由co-n3-ncs介导的非自由基路径——1o2主导，从而使体系具备出色的环境抗干扰能力。然后，通过系统的生态毒性评估（包括毒理学模拟、微生物抑制实验、活性污泥毒性测试及植物毒性分析），证实了该反应体系在实际废水处理中具有良好的生态安全性。最后，通过构建集成化的固定床反应装置并进行了连续流实验，有效地证明了co-n/c@ep-600/pms体系的实际应用性能。该装置在长期运行过程中表现出了极高的降解效率，在抗生素浓度较高（10.0 mg l-1，流速为0.72 l h-1）的情况下，其有效性能可维持高达30天；在抗生素浓度较低（1.0 mg l-1，流速为1.70 l h-1）的情况下，仍能保持高效处理能力达20天。这项工作为设计用于高级氧化过程的固载型mof衍生催化剂提供了重要启示，同时也为实际废水处理应用奠定了基础。

mof衍生物@珍珠岩颗粒构筑固定床反应器：非自由基路径实现抗生素脱毒

环能学院2025届硕士毕业生刘广池为论文的第一作者，王崇臣教授和衣晓虹老师为论文的通讯作者。北京市科学技术研究院分析测试研究所王建凤老师、环能学院王鹏老师、博士研究生楚弘宇和王飞、硕士研究生徐筱航、本科生刘星园和周怡萌为论文共同作者。该研究成果得到了国家自然科学基金和北京建筑大学研究生创新项目等项目资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s004313542501694x