華僑大學(xué)在3D打印MOF材料領(lǐng)域取得研究進(jìn)展

來(lái)源   華僑大學(xué)化工學(xué)院

據(jù)南極熊了解，華僑大學(xué)2017級(jí)碩士研究生裴蕊同學(xué)在導(dǎo)師周樹(shù)鋒教授和詹國(guó)武教授的指導(dǎo)下,，在3D打印MOF材料領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“3D-Printed Metal-Organic Frameworks within Biocompatible Polymers as Excellent Adsorbents for Organic Dyes Removal”為題在線發(fā)表于《Journal of hazardous materials》期刊（工程技術(shù)一區(qū)Top,，當(dāng)前影響因子7.65）,。

每年，紡織,、皮革,、造紙、化妝品和塑料工業(yè)產(chǎn)生的數(shù)百萬(wàn)噸的染料廢水被排放到環(huán)境中,，對(duì)環(huán)境造成了巨大的破壞,，甚至嚴(yán)重威脅著人類的健康。因此,，如何從工業(yè)廢水中去除染料污染物是一個(gè)急需解決的問(wèn)題,。近年來(lái)，通過(guò)配位鍵組裝金屬離子/團(tuán)簇和有機(jī)配體的金屬有機(jī)骨架（MOF）引起了人們相當(dāng)大的關(guān)注,。MOF材料擁有許多有趣的特性,，例如高比表面積、高孔隙率以及可調(diào)整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等,，因此,，MOF材料可應(yīng)用于吸附染料廢水。然而粉末狀的MOF難以回收利用,，且易于分解,，這極大地限制了其在工業(yè)上的實(shí)際應(yīng)用。因此,，如何將MOF集成為整體材料并促進(jìn)其回收已成為一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題,。

在本研究中，通過(guò)3D打印技術(shù),，將MOF打印成形為三個(gè)不同幾何形狀,，從而克服了粉末狀MOF在氣流或液體流中的不穩(wěn)定性和高壓降的缺點(diǎn)。海藻酸鈣和明膠（CA-GE）的混合物作為生物相容性粘合劑,，可以使MOF材料輕松打印并增強(qiáng)其機(jī)械性能,。此外,，在應(yīng)用于印染廢水的吸附過(guò)程中，打印的幾何形狀（正方形,、六邊形和圓形）,、MOF負(fù)載量和MOF尺寸也極大地影響MOF的吸附性能。例如,，CA-GE支架對(duì)亞甲藍(lán)吸附效率僅為43.6％,，而打印的MOF/CA-GE樣品在20分鐘對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附效率高達(dá)99.8％。研究證明了MOF固有的微孔結(jié)構(gòu)和3D基質(zhì)的介孔/大孔結(jié)構(gòu)對(duì)多種有機(jī)染料及其混合物具有優(yōu)異的吸附性能,。此外,，3D打印的吸附劑可以在稀酸溶液中輕松再生，并至少重復(fù)使用7次而不會(huì)降低性能,。相反,，粉末狀MOF最多只能重復(fù)使用2次。

該研究工作由周樹(shù)鋒教授課題組和詹國(guó)武教授課題組合作完成,，得到華僑大學(xué)科研啟動(dòng)基金,、國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金,，以及華僑大學(xué)研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目的資助,。

論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/sc ... 1931372X?via%3Dihub