中国科研团队开发新型MOF材料 实现水中氟化物实时检测与去除
2026-02-28 11:16
来源:中国科学院
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中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所孔令涛教授领导的研究团队,近期在金属有机框架(MOF)基材料研究中取得进展,成功开发出一种能够高效去除水中氟离子并实现实时可视化检测的新型功能材料。这一成果针对传统除氟方法效率较低、去除与监测步骤分离等问题提供了新的技术思路。

界面水调控氟化物在MIL-88 A(Fe)的(100)和(101)晶面上的表面特异性吸附。

氟离子是常见的水体污染物,适量摄入对人体健康有益,但过量则可能导致牙齿和骨骼氟斑牙,对生态系统构成潜在威胁。研究团队通过界面水调控策略,对MOF材料的表面结构进行优化,制备出具有特定晶面比例的材料,显著提升了对氟离子的吸附能力。相关成果以“Facet-specific adsorption of fluoride on (100) and (101) surfaces of MIL-88 A(Fe) regulated by interfacial H₂O”为题发表于学术期刊《分离与纯化技术》。

为进一步解决去除与检测步骤分离的局限,团队采用双金属簇-配体协同功能化策略,构建了镧/铁基双金属MOF材料(La₁/Fe₂-MOF-NH₂)。该材料在高效捕获氟离子的同时能产生可见的荧光信号,实现了对氟离子的实时可视化检测。测试显示,该材料对氟离子的最大吸附容量达108.34毫克/克,荧光检测范围覆盖0至1.52毫克/升。基于此材料,团队构建了一套可视化除氟装置。相关成果发表于《化学工程杂志》。

孔令涛表示:“这一系列研究不仅增进了对MOF设计和功能化的理解,而且促进了MOF基材料在实际水处理中的应用,为氟化物污染水的修复提供了新的解决方案。”该工作得到了国家自然科学基金、安徽省科技创新攻坚计划等项目的支持。研究团队由固体所硕士研究生孙睿和博士研究生魏健担任第一作者,孔令涛研究员、何军勇副研究员为共同通讯作者。

出版详情:作者:Jian Wei等人,标题:《双功能 La/Fe-MOFs-NH₂用于动态环境下氟化物的实时可视化去除》,发表于:《化学工程杂志》(2026)。作者:Rui Sun等人,标题:《界面H₂O调控MIL-88 A(Fe)(100)和 (101)晶面上氟化物的晶面特异性吸附》,发表于:《分离与纯化技术》(2026)。期刊信息:化学工程期刊

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