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配体诱导制备NM88(D)/COF-OMe复合材料及可见光芬顿联合降解抗生素磺胺甲嘧啶研究

时间:2024-09-03

胡小龙,公文学,彭艺,胡阳,汤颖,何辉,李文愿,赵钟兴,赵祯霞

(广西大学化学化工学院,广西南宁 530004)

引言

磺胺甲嘧啶(SMR)是一种广谱磺胺类抗生素,一般用于治疗人类和动物的相关传染病,也作为饲料添加剂被广泛使用在水产养殖行业,这导致在水体环境中SMR 的大量检出[1]。而且,由于SMR 在水体环境中大剂量的持续存在使得自然环境中致病菌的耐药性显著提升,给生态系统和人类健康带来潜在的风险,引起人们的极大关注[2-3]。目前,研究者们已经开发出多种方法用于去除水体中的SMR,包括吸附法[4]、微生物降解法[5]、类Fenton 氧化法[6-8]、光催化氧化法[9]、电催化氧化法[10]和光芬顿氧化法[11]等。其中,光芬顿氧化由于氧化能力强且反应条件温和,被证明是最有前途的降解技术之一[12],而如何构建具有高催化活性和稳定性的催化剂则是目前光芬顿降解技术的研究核心。

Fe 基金属有机骨架材料(Fe-MOFs)作为一种典型的MOF 材料,由于比表面积大、结构可修饰性、具有高密度不饱和Fe 催化活性位点[13]等特点,在光芬顿氧化领域显示出广阔的应用潜力。但在应用过程中,研究者们发现Fe-MOFs 仍然存在光吸收能力弱、电荷分离性能较差[14]以及微孔孔道太小会阻碍污染物扩散等问题,影响着Fe-MOFs 的光芬顿降解性能。共价有机骨架材料(COFs)是有机配体通过共价键连接形成具有周期性结构的多孔骨架材料,其比表面积大介孔含量高、结构稳定且由于配体吸光作用在可见光区吸收能力强[15],将其与Fe-MOFs 复合后可以提升复合材料的光利用率和结构稳定性,并利用其高介孔比表面积强化对污染物的扩散,很好地解决Fe-MOFs 光芬顿降解中存在的问题。目前研究者们也进行了大量的工作。例如,Li 课题组[16]通过一步法在NH2-MIL-101(Fe)上直接生长NTU-COF,得到具有较高催化反应活性的NH2-MIL-101(Fe)@NTU-COF材料,使苯乙烯氧化为苯甲醛的选择性比原始MOFs 提升了3.2 倍。Liu 等[17]也通过在MOFs 上直接生长COFs 的方法,得到具有较高催化活性的NH2-MIL-101(Fe)/TpMA 复合材料,在可见光条件下与原始MOFs 相比对双酚A 的降解速率提升了1.9 倍。通过以上研究发现,在Fe-MOFs 上直接生长COFs 确实能提升复合材料的光芬顿降解能力,但是由于Fe-MOFs 与COFs 之间缺少紧密的界面,使得复合材料结构不够稳定且影响其光电传输效率,这也成了影响Fe-MOFs/COFs复合材料光芬顿降解效果的关键问题。

为此,本文采取COFs 配体诱导生长策略,将TPB-DMTP-COF(COF-OMe)配体DMTP 在NH2-MIL-88B(Fe)(NM88)中原位修饰,诱导COF-OMe 在NM88 表面生长,成功制备了NM88(D)/COF-OMe 复合材料并应用于可见光芬顿降解SMR。通过一系列表征和降解实验分析该复合材料的微观形貌、晶体结构、价态改变、光电性能以及对SMR 的光芬顿降解活性和稳定性,并推导该复合材料光芬顿降解SMR的催化降解机理。

1 实验材料和方法

1.1 材料

磺胺甲嘧啶(纯度≥98%,Aladdin 公司);六水合三氯化铁(纯度≥98%,Sigma-Aldrich 公司);2-氨基对苯二甲酸(纯度≥99%,Sigma-Aldrich 公司);N,N-二甲基甲酰胺(DMF);1,3,5-三(4-氨苯基)苯(TPB,纯度≥93%,Aladdin 公司);2,5-二甲氧基苯-1,4-二甲醛(DMTP,纯度≥97%,Energy公司);其他试剂均为分析纯。

1.2 催化剂制备

NM88的制备:NH2-MIL88B(Fe)按照文献[18]已报道的方法合成。将270 mg 的六水合三氯化铁和180 mg 的2-氨基对苯二甲酸混合在5 ml DMF 中,搅拌10 min 添加0.4 ml NaOH(2 mol/L)后,将混合好的溶液转移至反应釜中在100℃加热12 h。反应结束后通过离心收集得到深棕色固体,采用去离子水和丙酮对材料进行多次活化,并将其命名为NM88。

NM88(D)的制备:合成方法与NM88 类似,不同在于在溶液混合过程中添加19 mg的DMTP,反应活化后得到的材料被命名为NM88(D)。

COF-OMe 的制备:TPB-DMTP-COF 的合成按照文献[19]报道方法,将21 mg 的TPB 和17 mg 的DMTP 混合在由4 ml 二氧六环、4 ml 正丁醇和1 ml无水甲醇组成的混合液中搅拌15 min,然后将1 ml乙酸(12 mol/L)添加到上述溶液后混合均匀转移至反应釜中,并在70℃加热24 h。反应结束后通过离心收集得到亮黄色固体,采用四氢呋喃进行多次活化,将其命名为COF-OMe。

NM88(D)/COF-OMe 制备:合成方法与COFOMe 基本一致,只是在反应前将140 mg 的NM88(D)添加到反应体系中。反应活化后得到的材料被命名为NM88(D)/COF-OMe。

NM88/COF-OMe 制备:合成方法与NM88(D)/COF-OMe 基本一致,只是将NM88(D)换成NM88,反应活化后得到的材料被命名为NM88/COF-OMe。

1.3 催化剂的表征

X 射线衍射仪(PXRD,SMATLAB3KW,日本理学株式会社);场发射扫描电子显微镜(SEM,SU8220,日本日立公司);比表面积和孔隙分析仪(ASAP 2460,美国麦克有限公司);X 射线光电子能谱仪(XPS,ESCALAB 250XI,美国赛默飞科技有限公司);电化学工作站(P4000,美国普林斯顿公司);紫外-可见分光光度计(TU-1901,北京普析通用仪器有限公司);光致发光光谱仪(F-7000,日本日立公司);电子顺磁共振波谱仪(300E,德国布鲁克公司);高效液相色谱(HPLC,1260 Infinity,安捷伦科技有限公司);氙灯稳流电源(PLS-SXE300,北京泊菲莱科技有限公司);电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9076A,上海精弘实验设备有限公司)。

1.4 光催化降解实验

取10 mg 催化剂放入到含有100 ml磺胺甲嘧啶溶液(10 mg/L)的250 ml 石英光反应器中,先在黑暗条件下搅拌30 min 以达到吸附脱附平衡。之后向上述反应液中加入20 μl H2O2(30%),用300 W 氙灯(λ>420 nm)作为可见光源,反应在常压下进行,利用循环水将温度控制在25℃。在光芬顿降解过程中,按照一定的时间间隔取样,样品经0.22 μm 过滤后通过HPLC 测定滤液中的SMR 含量,流动相的体积比为65∶35 的水/乙腈,流速为1.0 ml/min,检测波长为275 nm。

2 实验结果与讨论

2.1 材料的物理表征分析

2.1.1 材料的形貌表征 图1 示出了原始NM88、COF-OMe、NM88(D)及复合物NM88/COF-OMe、NM88(D)/COF-OMe 的SEM 图。从图1(a)可以看出,NM88为尺寸均匀的纺锤体结构,其长为400~600 nm、直径为70~100 nm,具有典型的NM88 形貌[20]。COF-OMe[图1(b)]则为表面粗糙直径约为1.0 μm 的类球体,该形貌也与文献[19]报道中COF-OMe形貌基本一致。而图1(c)是NM88 上原位掺杂DMTP 后的改性材料NM88(D)的形貌,可以看出它依然呈现纺锤体结构,但是其直径变得更粗(160~240 nm),长度也变得更短(340~480 nm),这说明DMTP 在NM88 中的原位掺入会影响NM88的晶体生长。图1(d)、(e)所示的分别是NM88/COF-OMe 和NM88(D)-OMe 复合材料的形貌,它们是通过分别将NM88 和NM88(D)置于COFOMe 前驱液进行生长获得的。从图1(d)可以看出存在大量独立的纺锤体和少量团聚的球体颗粒,这可能归因于NM88 与COF-OMe 之间缺少连接位点导致COF-OMe 很难复合。相对于NM88/COF-OMe 而言,从NM88(D)/COF-OMe 的SEM 图中可以清晰地看到[图1(e)],纺锤体表面附着大量均匀分散的球状小颗粒。这表明在NM88(D)中原位掺杂的DMTP 可以为COF-OMe 的生长提供锚点,从而在NM88(D)与COF-OMe 之间形成异质界面,使得COF-OMe 以小颗粒的形式均匀地生长在NM88(D)的表面。

图1 NM88、COF-OMe、NM88(D)、NM88/COF-OMe和NM88(D)/COF-OMe的扫描电镜图Fig.1 SEM images of NM88,COF-OMe,NM88(D),NM88/COF-OMe and NM88(D)/COF-OMe

2.1.2 PXRD 分析 图2(a)示出了原始NM88、COFOMe、NM88(D)及NM88/COF-OMe、NM88(D)/COFOMe 复合物的XRD 谱图。从图中可以看出,NM88、NM88(D)分别在9.24°、10.33°、18.52°、20.72°处都出现了典型的NM88 衍射峰,分别对应于(002)、(101)、(200)、(202)晶面[21]。其中,NM88(D)在18.52°的衍射峰峰强显著小于原始NM88,归因于DMTP的掺入影响了NM88 晶体的生长,表明DMTP 掺入到了NM88中。同时,COF-OMe 在2.80°、4.85°、5.62°、7.42°处出现了典型COF-OMe 衍射峰,对应于(100)、(110)、(200)、(210)晶 面[4],而通过对NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe 的谱峰分析可以发现,对应谱图中都包含上述的特征衍射峰,说明复合材料中都有NM88 和COF-OMe 晶体的存在。然而,NM88(D)/COF-OMe 在2.80°的衍射峰峰强明显低于NM88/COF-OMe,这可能是基于NM88(D)的界面生长对COF-OMe 的(100)晶面产生了一定的抑制作用。此外,与原始材料相比,NM88/COF-OMe 的衍射峰基本不变,表明NM88 和COF-OMe 只是物理混式生长。

2.1.3 N2等温吸附-脱附曲线分析 通过对原始NM88、COF-OMe、NM88(D) 及 NM88/COF-OMe、NM88(D)/COF-OMe 复合物进行N2等温吸附-脱附测试,得到材料的吸附-脱附等温线和孔隙结构参数如图2(b)和表1 所示。从图2(b)可以看出,NM88与NM88(D)呈现为Ⅲ型等温线[22],而其他材料呈现为具有H4 型滞后环的Ⅳ型等温线[19]。从表1 可以看出,NM88 的比表面积为35.3 m2/g,明显小于其他MOF 材料,这是NM88 的高柔性结构和呼吸特性[18]引起的。在干燥状态下NM88 呈现出封闭的孔结构,在液体中结构会舒展开,理论比表面积可达到2815 m2/g以上[23]。经过DMTP 修饰,NM88(D)的比表面积变得更小,约28.6 m2/g。这可能是DMTP 占据了NM88 的孔道,使得中孔比表面积减小。COFOMe 的比表面积为2166.7 m2/g,与文献[19]报道相近。两种复合材料相比,NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe的比表面积分别是442.9 m2/g与639.9 m2/g,其中前者的比表面积接近NM88 和COF-OMe 按比例物理混合的比表面积理论值,而后者比表面积是前者的1.4 倍。从表1 中还可以看出,NM88/COFOMe 的Smeso/Smic在NM88 和COF-OMe 之间,而NM88(D)/COF-OMe 的Smeso/Smic却明显高于原始材料。以上结果进一步表明,不同于NM88/COF-OMe 的两组分混式生长,经过DMTP 掺杂的NM88 由于作为COF-OMe 生长位点的—CHO 锚定,在其表面生长COF 的过程中更利于界面的形成,并利于生长更多的COF。同时,NM88(D)/COF-OMe 在界面处产生更多的中孔提升了其比表面积,这有利于对目标污染物磺胺甲嘧啶的吸附。

2.1.4 XPS 分析 采用XPS 考察了原始NM88、COF-OMe、NM88(D)及NM88/COF-OMe、NM88(D)/COF-OMe的表面元素的含量及其电子价态,结果如表2 和图2(c)、(d)所示。从图2(c)可以看出,除了COF-OMe 不含Fe 之外5 种材料都是由C、N、O、Fe元素组成,其元素含量见表2。从表2看出,在NM88掺入DMTP 后,材料中的C、O 元素含量明显增加而N、Fe 元素含量降低,这归因于DMTP 中不含N、Fe元素。然后,通过对NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe的元素含量分析可以看出,两种复合材料上的C 元素含量因COFs 的加入都明显高于原始MOFs,而且NM88(D)/COF-OMe中C元素的含量还比NM88/COF-OMe 更高,这说明在NM88(D)/COF-OMe上生长了更多的COF-OMe,该结果与表1 的分析一致。然后,对5 种材料的O 1s 谱图进行分析,原始NM88 在结合能为530.2、531.7、532.7 eV 的峰对应于Fe—O、C====O 与O—C====O 键,这是由NM88 中Fe—O簇配位和对苯二甲酸上的羧基产生的[24]。原始COF-OMe 在结合能为531.7 与533.3 eV 的峰归属于C====O 与C—O—C 键,这是由COF-OMe 生长过程中裸露的醛基和甲氧基产生的[25]。相比于NM88,NM88(D)中C—O—C 能级峰的出现意味着甲氧基的存在,证明DMTP成功锚定在NM88中。

图2 不同材料的XRD谱图(a)、N2吸附-脱附等温线(b)和XPS谱图[(c)、(d)]Fig.2 XRD patterns(a),N2 adsorption-desorption isotherms(b)and XPS spectra[(c),(d)]of different materials

表1 不同材料的孔隙结构参数Table 1 The pore structure parameters of different materials

表2 XPS测试的样品的表面元素(C、N、O和Fe)含量Table 2 Surface element(C,N,O and Fe)distribution of samples determined from XPS

而NM88/COF-OMe和NM88(D)/COF-OMe的C—O—C 能级峰面积比例更高则归因于两者中都有COF-OMe 的存在。由于COF-OMe 的生长过程中主要发生的是氨基与醛基进行缩合的席夫碱反应,因此从材料中醛基含量的高低可以推测反应程度。NM88(D)/COF-OMe 的C====O 能级峰面积比例(65.69%)明显比NM88/COF-OMe更低(71.92%),意味着该复合材料中参与反应的—CHO 更多。结合DMTP 已成功锚定在NM88 中的分析,进一步证明DMTP 上的—CHO 在参与生长COF-OMe 的反应过程中形成了异质界面,与SEM、XRD 以及N2吸附-脱附的分析结果一致。

2.1.5 材料的光电性能分析 图3(a)、(b)为原始NM88、COF-OMe、NM88(D)及两种MOFs/COFs 复合材料的UV-Vis DRS 谱图及对应带隙图。从图3(a)可以看出,原始NM88、NM88(D)具有宽的紫外/可见光吸收能力,这归因于Fe—O 簇的存在和有机配体中—NH2的吸光作用[14]。COF-OMe则在紫外和蓝光区有较强的吸收能力,吸收边为500 nm 左右[26]。而NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe 除了保持宽的光吸收范围,同时对波长400~500 nm 的光吸收能力提高,然而前者的吸收峰明显强于后者。这是由于NM88(D)表面的COF-OMe 的分散度更高,生长更均匀,从而更利于对光的吸收。然后,根据Tauc plot法[27],用式(1)计算材料的带隙:

式中,A为常数;h为Planck 常数;v为频率;α为吸光系数;Eg为材料的带隙,eV;指数n与半导体类型相关(计算直接带隙半导体,n=1/2;计算间接带隙半导体,n=2)。

计算得到带隙结果如图3(b)所示,NM88、COFOMe、NM88(D)、NM88/COF-OMe 与NM88(D)/COFOMe 的带隙分别为1.40、2.42、1.36、2.33、2.23 eV。在两种复合材料中,NM88(D)/COF-OMe 的带隙比NM88/COF-OMe 更低,归因于该复合材料内异质界面的存在改变了电子传输路径,这意味着其更容易在光的作用下被激发同时产生更多的光生载流子,从而更有利于光催化降解。

图3 不同材料的紫外-可见漫反射吸收光谱(a)、(ahv)1/2对光能(hv)带隙图(b)、电化学阻抗谱(c)和光致发光光谱(d)Fig.3 UV-Vis DRS spectra(a),plots of(ahv)1/2 versus photon energy(hv)(b),electrochemical impedance spectroscopy(c)and PL spectra(d)for different materials

同时,还通过电化学阻抗谱(EIS)测试分析材料的导电性能,如图3(c)所示。从图中可以看出,5 种材料的Nyquist图在高频范围内呈半圆形,而对应的弧半径反映了催化剂表面电荷转移阻抗,弧半径越小催化剂表面电荷转移阻抗越低[28]。值得注意的是,NM88(D)/COF-OMe 的Nyquist 弧半径最小,而NM88/COF-OMe 的弧半径与NM88 比较接近,归因于NM88(D)与COF-OMe 间的共价键连接提升导电性[29],表明该材料内异质界面存在有利于电子转移。另外,由于NM88/COF-OMe 是近似物理混合式的生长,因此导电性能提升并不显著。光致发光(PL)光谱用于分析催化剂的光生载流子的分离能力,PL 强度越大表明光生载流子的分离效率越低[30]。因此,采 用PL 光谱仪测定NM88、NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe 的PL 谱图,结果如图3(d)所示。从图中可以看出,3 种材料在400~500 nm 之间都产生了明显的PL 信号峰[31]。其中,NM88 的PL 信号峰最 强,NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe的信号强度依次降低,这表明NM88 受到光激发产生的光生载流子会快速复合,而引入COF-OMe 能够抑制这种复合[32]。同时由于NM88(D)与COF-OMe 通过共价键结合,缩短了电子传输路径,有利于光生载流子的快速转移。

2.2 光芬顿活性评价

图4(a) 是原始NM88、COF-OMe、NM88(D)、NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe 对SMR 的暗吸附及在可见光下的光芬顿降解实验结果。从图中暗吸附结果可以看出,NM88 和NM88(D)对SMR基本不吸附,而COF-OMe 对SMR 的吸附量最高。这是因为COF-OMe 具有高度疏水的骨架,并通过C—H…π 相互作用对SMR 产生强的吸附作用[4],从而提升对SMR 的吸附量。对于NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe,可以看到后者具有更高的吸附量,归因于NM88(D)表面生长着更多的COF-OMe 晶体,从而更利于对SMR 的吸附。然后从图中光芬顿降解结果可以看出,NM88(D)/COF-OMe 在60 min内对SMR 的降解率达到99.8%,而NM88/COF-OMe、NM88(D)、COF-OMe 和NM88 在60 min 内的降解率分别下降为79%、52%、45%和38%。此外,采用拟一级动力学模型[式(2)]拟合5种材料的降解曲线,结果如图4(b)所示。

图4 在可见光下不同材料的光芬顿SMR降解(a)、降解动力学拟合(b)和NM88(D)/COF-OMe的循环性能(c)Fig.4 Photo-Fenton degradation of SMR(a),calculated degradation kinetics constants under visible light for different materials(b)and recycling performance of NM88(D)/COF-OMe(c)

式中,C0和Ct分别是底物的初始浓度与在反应一定时间t时SMR 的浓度,mg/L;k是表观反应速率常数,min-1;t是反应时间,min。

从图中可以看出,原始NM88、COF-OMe、NM88(D)、NM88/COF-OMe 和NM88(D)/COF-OMe 的降解速率常数分别为0.0075、0.0068、0.0115、0.0252和0.0658 min-1。复合材料NM88(D)/COF-OMe 的降解速率常数是原始NM88、COF-OMe 和NM88/COFOMe 的8.8、9.7 和2.6 倍,这说明在5 种材料中该材料具有最快的SMR 降解速率。这是因为NM88 上DMTP 的锚定诱导了COF-OMe 在其表面均匀分散,提高了可见光吸收能力,同时在材料内部形成了利于电荷转移的异质界面,增强了光生载流子分离能力,从而提升了复合材料对SMR 的光芬顿降解能力。并且从表3 还可以看出,与已报道的降解磺胺类抗生素的催化剂相比[6,33-36],本文制备的NM88(D)/COF-OMe 复合材料在单位催化剂、降解物和双氧水用量条件下具有最高的降解速率常数,是其他催化剂的1.8~29.9 倍。此外,考察了NM88(D)/COF-OMe 催化剂的降解循环稳定性,结果如图4(c)所示。从图中可以看出,10 次循环过后SMR的降解率仅从100%降低至95%,表明通过配体诱导制备的NM88(D)/COF-OMe 具有更高的结构稳定性。

表3 对比不同材料降解相似磺胺类抗生素的降解速率Table 3 Comparison of degradation rate of similar sulfonamide antibiotics by different materials

2.3 光芬顿机理分析

最后,为了深入研究NM88(D)/COF-OMe 催化剂光芬顿降解污染物的降解机理,进行了主要活性物种捕获实验。在实验中,分别通过加入1 mmol/L的草酸铵(AO)、N2、1 mmol/L 的异丙醇(IPA)来捕获空穴(h+)、超氧自由基(·O2-)和羟基自由基(·OH)。由图5(a)可知,在反应过程中加入AO 或N2之后,在1 h可见光照射下催化剂NM88(D)/COF-OMe 降解效率只降低到91.5%与87.8%,说明将h+和·O2-捕获几乎不会对SMR 的降解造成影响。然而,当加入IPA 之后SMR 的降解效率直接下降到56.8%,这表明·OH是NM88(D)/COF-OMe 光芬顿降解SMR 过程中的主要活性物种。随后,对NM88 和NM88(D)/COF-OMe在可见光照射10 min后采用DMPO捕获·OH得到的典型四重电子顺磁共振(ESR)谱图进行分析,结果如图5(b)所示。从图中可知,相比于NM88,NM88(D)/COF-OMe 具有更高的DMPO-·OH 加合物信号峰,其强度是NM88 的6.1 倍,表明该材料能够快速产生更高浓度的·OH。最后,基于以上分析和相关文献[36],提出了NM88(D)/COF-OMe光芬顿降解SMR的降解机理。首先,利用NM88(D)/COF-OMe 复合材料的高比表面积和C—H…π 吸附作用能强化SMR在复合材料表面的富集。然后,在可见光的照射下COF-OMe 吸收的能量通过共价异质界面传递到NM88 上,并实现光生电子与空穴的有效分离。最后,通过芬顿反应将材料表面的H2O2反应生成·OH,利用·OH 的强氧化能力实现对SMR 的高效降解。

图5 NM88(D)/COF-OMe捕获主要活性物种实验(a)和可见光照下DMPO-·OH的ESR谱图(b)Fig.5 Trapping experiments for major active species(a)and ESR spectra of DMPO-·OH under visible light irradiation(b)

3 结论

本文基于配体诱导界面生成策略,成功合成了具有紧密异质界面的MOFs/COFs 复合材料NM88(D)/COF-OMe,实现了对抗生素SMR 的高效降解,其具体实验结论如下:

(1)COF-OMe配体DMTP 在NM88 上的预先锚定,可以诱导COF-OMe 生长在NM88 表面,并且在复合材料内部形成利于电荷转移的异质界面。首先,配体诱导促进了COF-OMe 的大量生长,有利于提升材料的吸附能力;其次,由于表面生长的COFOMe 呈现出均匀分散的状态,提高了可见光吸收能力;最后,异质界面的存在提高了材料的光生载流子的分离能力,从而提高了NM88(D)/COF-OMe 光芬顿催化能力。

(2)在可见光下NM88(D)/COF-OMe 光芬顿降解SMR 速率分别是NM88和COF-OMe 的8.8和9.7倍,明显高于其他已报道催化剂。同时,在循环10次之后,该材料对SMR 的降解率仅有轻微下降,表明其具有良好的结构稳定性。最后,探究催化剂对SMR的降解机理可知,NM88(D)/COF-OMe 优异的光芬顿降解能力归因于高比表面积强化SMR 的富集,异质界面利于光生载流子分离并高效产生·OH 用于SMR的氧化降解。

基于以上结果,本文提出的配体诱导界面生成策略为MOFs/COFs复合材料的设计提供了一种新的思路,并证明了这种界面诱导生长MOFs/COFs 复合材料在处理水中抗生素领域具有巨大的应用潜力。

致谢:感谢科学指南针实验室(www.shiyanjia.com)的崔馨方对本工作提供XPS测试的支持。

符号说明

SBET——比表面积,m2/g

Smeso——中孔表面积,m2/g

Smeso/Smic——中孔表面积与微孔表面积之比

Smic——微孔表面积,m2/g

Vmic——微孔孔容,cm3/g

Vt——孔容,cm3/g

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