金屬有機框架（MOFs）材料具有比表面積高、密度低、易于調控修飾等優(yōu)點(diǎn)，在污染物吸附領(lǐng)域具有巨大的應用潛質(zhì)。然而，合成的MOFs通常是納米/微米級的粉末，在實(shí)際應用中需要通過(guò)添加膠黏劑或壓片等手段成型，這一過(guò)程會(huì )導致孔道減少、傳質(zhì)受阻，大幅降低MOFs的效率。如何在保持MOFs固有特性的前提下，將MOFs塑造成面向應用的整體材料仍具挑戰。
為了解決以上問(wèn)題，青島能源所王光輝研究員帶領(lǐng)的多孔催化材料研究組以廢棄玉米秸稈為載體，開(kāi)發(fā)了一種用于連續流水體除磷的新型MOFs器件。相關(guān)研究發(fā)表在Chemical Engineering Journal《化學(xué)工程》雜志上。
該研究團隊利用溶劑熱法，在玉米秸稈的細胞壁表面均勻生長(cháng)了一層UiO-66 MOFs膜，制備了UiO-66/MS材料，并將其組裝成了過(guò)濾器件。玉米秸稈獨特的生物結構提供了發(fā)達的傳質(zhì)通道，UiO-66的單層膜形態(tài)促進(jìn)了吸附位點(diǎn)的暴露，使UiO-66的本征磷酸鹽吸附性能得以充分發(fā)揮。在連續流實(shí)驗中（通量300 L·m-2·h-1），UiO-66/MS器件可將初始P濃度為3 ppm的磷污染水體修復至中國一級污水排放標準的要求范圍內。同時(shí)，該研究也為廢棄玉米秸稈的增值利用提供了一種新途徑。
該論文的第一作者是青島能源所的李德昌博士和博士研究生張潛，通訊作者為王光輝研究員。上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、中國博士后基金等項目的資助。（文/圖 李德昌）
圖 1. UiO-66/MS的合成示意圖和結構表征圖
De-Chang Li1, Qian Zhang1, Wen-Quan Wang and Guang-Hui Wang*. Filter fabrication by constructing metal-organic frameworks membrane on waste maize straw for efficient phosphate removal from wastewater. Chem. Eng. J., 2022, 136461.
專(zhuān)利：一種MOF/玉米秸稈復合材料及器件的制備方法和應用，申請號： 2022103903279.
