近日，优发国际：化学化工学院教师李声剑博士（第一通讯作者）与云南大学化学科学与工程学院博士研究生导师杨项军教授（第二通讯作者）等合作的论文《Facile fabrication of La/Ca bimetal-organic frameworks for economical and efficient remove phosphorus from water》在国际知名期刊Journal of Molecular Liquids上发表。
水体中磷的浓度超过0.020 mg/L时，通常会加速水体的富营养化过程。富营养化会影响天然水体的饮用和养殖功能，甚至严重破坏天然水体的水生生态系统。为此，富营养化水体的治理一直倍受环境科学与工程领域科学家的高度关注。然而，目前所开发的大部分除磷材料却因成本高昂，吸附容量低，水稳定性差等缺陷而被限制大规模的应用。
针对上述瓶颈，本研究创新性地开发了一种成本低廉，水稳定性好的La/Ca双金属有机框架（La/Ca-BDC）用于水中磷的高效去除。吸附等温线的研究结果表明，与La-BDC（71.0 mg/g）相比，所开发的La/Ca-BDC-1（前体溶液中Ca的摩尔分数高达50%）对磷的吸附容量（66.0 mg/g）也仅降低了7.0%，然而，除磷成本却降低了约40.0%。即便如此，所开发的La/Ca-BDC-1对磷的吸附容量仍高于目前所开发的大部分材料。此外，所开发的La/Ca-BDC-1适用于宽pH值（3.0 - 9.0）水体除磷。更重要的是，经过五次循环后，所开发的La/Ca-BDC-1对磷的去除效率仍高于70%。FT-IR和XPS的分析结果表明，配体交换和络合作用是La/Ca-BDC-1的主要除磷机理。
Journal of Molecular Liquids由Elsevier出版，是国际公认的化学领域知名期刊，被SCI检索，2020年影响因子6.165，该期刊主要出版化学学科领域新颖、高质量和高影响的研究论文。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.119024
论文部分图表：
Table 1. Phosphorus removal potential of adsorbent.
Adsorbents |
pH |
qm (mg P/g) |
Ref. |
MFC@La(OH)3 |
N.A. |
45.5 |
[20] |
UiO-66 |
N.A. |
41.8 |
[21] |
ACF-LaFe |
N.A. |
29.4 |
[8] |
Fe3O4@SiO2@mCeO2 |
6.0 |
64.1 |
[22] |
Pure aragonite |
10.0 |
10.0 |
[23] |
Zr-MOFs |
5.0±0.2 |
38.5 |
[24] |
La-porous carbon |
N.A. |
13.3 |
[25] |
MFC@UiO-66 |
N.A. |
17.0 |
[26] |
Ceramic |
4.0-12.0 |
6.0 |
[27] |
La-BDC |
7.0 |
71.0 |
This work |
La/Ca-BDC-1 |
7.0 |
66.0 |
This work |
Fig. 1. The morphological characteristics: (a) La-BDC, (b) Ca-BDC, (c) La/Ca-BDC-5, (d) La/Ca-BDC-2, (e) La/Ca-BDC-1, (f) La/Ca-BDC-0.5, and (g) La/Ca-BDC-0.2; EDX mapping is La/Ca-BDC-1.
Fig. 11. XPS spectra of fresh La/Ca-BDC-1 and phosphorus-loaded La/Ca-BDC-1 (a-f).
Fig. 12. Schematic mechanism of the synthesized MOFs for phosphorus removal.
