金属有机框架（MOFs）材料具有比表面积高、密度低、易于调控修饰等优点，在污染物吸附领域具有巨大的应用潜质。然而，合成的MOFs通常是纳米/微米级的粉末，在实际应用中需要通过添加胶黏剂或压片等手段成型，这一过程会导致孔道减少、传质受阻，大幅降低MOFs的效率。如何在保持MOFs固有特性的前提下，将MOFs塑造成面向应用的整体材料仍具挑战。
为了解决以上问题，王光辉研究员带领的多孔催化材料研究组以废弃玉米秸秆为载体，开发了一种用于连续流水体除磷的新型MOFs器件。相关研究发表在Chemical Engineering Journal《化学工程》杂志上。
该研究团队利用溶剂热法，在玉米秸秆的细胞壁表面均匀生长了一层UiO-66 MOFs膜，制备了UiO-66/MS材料，并将其组装成了过滤器件。玉米秸秆独特的生物结构提供了发达的传质通道，UiO-66的单层膜形态促进了吸附位点的暴露，使UiO-66的本征磷酸盐吸附性能得以充分发挥。在连续流实验中（通量300 L·m-2·h-1），UiO-66/MS器件可将初始P浓度为3 ppm的磷污染水体修复至中国一级污水排放标准的要求范围内。同时，该研究也为废弃玉米秸秆的增值利用提供了一种新途径。
该论文的第一作者是青岛能源所的李德昌博士和博士研究生张潜，通讯作者为王光辉研究员。上述工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国博士后基金等项目的资助。（文/图 李德昌）
图 1. UiO-66/MS的合成示意图和结构表征图
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.
专利：一种MOF/玉米秸秆复合材料及器件的制备方法和应用，申请号： 2022103903279.
