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新材料和新技术的发展,不仅推动了传统产业的转型升级,也为解决人类面临的能源、环境、健康等重大问题提供了新的可能。

磁力“吸污侠”登场|MIL-101(Fe)/ZnFe₂O₄打造水污染高速净化通道

发布时间:2025-06-16       来源:中新康明


在工业快速发展的同时,酚类污染物(如苯酚)也成了令人头疼的“毒瘤”,广泛存在于石化、电镀、制药等废水中,难降解、毒性强、处理成本高。

传统的治理方式如芬顿反应,虽然有效,但操作繁琐、需不断添加铁盐,还容易产生二次污染,难以推广应用。最近,科学家开发出一种“磁力吸污神器”——磁性MIL-101(Fe)/ZnFe₂O₄ Z型异质结材料,不仅提升了光催化降解效率,还可磁分离回收,开启了更高效、环保的水处理新路径。

一种会“吸”的光催化剂

这款新材料由两部分组成:铁基金属有机框架(MIL-101(Fe)),以高效光催化著称;和磁性尖晶石氧化物ZnFe₂O₄,兼具光活性和易回收性。两者“合体”后,不仅催化效率提升,还能用磁铁快速分离,省去繁琐过滤,堪称治污界的“自带吸力”高手。

更关键的是,它形成了“Z型异质结”结构,像修建了一条光电高速路,让电子和空穴在光照下迅速分离,避免互相干扰,大幅提高反应效率。简单来说,这条“高速路”让污染物无处可逃,实现更高效的水污染治理。

作为能够定制和量产MIL-101(Fe)等MOFs材料的技术型企业,中新康明目前已具备大批量制备这类光催化材料的成熟工艺,不仅可根据应用场景调整材料结构与性能,也可为环保企业及研发机构提供稳定供应支持。这种强大的材料整合能力,为Z型异质结材料的实际落地提供了坚实保障。

光+氧化剂,联手发威

在治理苯酚时,这种材料主要依赖“光+H₂O₂”的组合,也就是我们常说的“光芬顿体系”。一旦光照和双氧水上线,材料内部的电子运动就开始“狂飙”,并激发出大量的活性氧物种——比如羟基自由基(·OH)、超氧自由基(O₂⁻·)和单线态氧(¹O₂)等,它们就是污染物的“终结者”。

研究发现,这款材料在短短几分钟内就能让苯酚“消失得无影无踪”,即使换成其他类似的有机污染物,表现依然在线。更重要的是,它不仅“杀菌”快,还特别“省心”——反复用好几次,催化效果依旧稳定不掉队。

一种更绿色、更聪明的水处理方案

除了效率高和可回收,这种材料的另一个核心亮点在于环保性和适应性强。无论是强酸还是弱碱的水体环境,它都能稳定工作,不怕“换场景”;即使是在阳光而非实验室强光下,也能完成催化任务——这意味着它未来甚至可以部署在户外、远离城市的实际污水处理场景中。

未来可期,不止是实验室的“明星材料”

我们常说,材料科学改变世界。这句话,在这类新型光催化材料上体现得尤为清晰。从复杂的实验室走向真实世界应用,过去难以回收的MOFs材料,通过与磁性纳米颗粒复合,正在一步步打破“只能看不能用”的限制,真正走进环保产业的“实战场”。

 

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