上海師范大學(xué)的Li Hexing課題組--ZIF-67/GO膜通過協(xié)同光催化-光熱途徑去除和再利用金屬離子

金屬離子污染的問題給全球水生態(tài)系統(tǒng)和人類帶來了巨大壓力。在本文中，設(shè)計(jì)了用于去除和再利用含水Ag⁺離子集成膜的協(xié)同光催化-光熱系統(tǒng)。沸石咪唑鹽骨架67（ZIF-67）晶體在氧化石墨烯（GO）膜上穩(wěn)定生長(zhǎng)，且分布均勻。在ZIF-67/GO膜中，Ag⁺離子在ZIF-67晶體上的吸附和光還原導(dǎo)致Ag納米顆粒在膜表面沉積，從而促進(jìn)了可見光的捕獲，抑制了電子離子的復(fù)合，空穴對(duì)促進(jìn)了光熱效應(yīng)。同時(shí)，GO襯底上高效率的光熱轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)了水的蒸發(fā)，而濃縮了Ag⁺溶液，并抑制了光誘導(dǎo)電荷的分離。ZIF-67/GO膜上協(xié)同光催化-光熱路線為金屬離子的再循環(huán)提供了新的視野，可用于未來的實(shí)際應(yīng)用。

Figure 1. （a）GO膜、（b）Ag⁺/GO膜和（c）ZG-5-2膜表面的SEM圖像，以及（d）C、N、O和Co元素的mapping圖像。Ag⁺/ZG-5-2膜表面的（e）TEM、（f）SEM和（g）mapping圖像。Ag⁺/ZG-5-2膜的（h）SEM和（i）橫截面圖。

Figure 2. 制備樣品的XRD圖譜

Figure 3 （a）在1次太陽照射下，AgNO₃溶液和H₂O中的GO和ZG-5-2膜在不同時(shí)間的紅外熱像圖；（b）使用808 nm激光（6.5 W·cm^-2）在紅外熱像儀上記錄的不同樣品的五個(gè)開關(guān)周期中的溫度演變曲線，以及（c）分別在AgNO₃溶液和H₂O中不同樣品的蒸發(fā)速率和太陽蒸氣效率。

Figure 4. 在不同濃度Co(NO₃)₂·6H₂O的ZG-X-2膜上,（a）Ag⁺光還原過程，（b）溫度演變，以及（c）水量減少。在具有不同的2-MIM與Co(NO₃)₂·6H₂O摩爾比的ZG-5-Y膜上,（d）Ag⁺光還原過程，（e）溫度演變和（f）水量減少。

相關(guān)研究成果于2021年由上海師范大學(xué)的Li, Hexing課題組，發(fā)表在Applied Catalysis B: Environmental（doi：10.1016/j.apcatb.2020.119575）上，原文：Removal and reutilization of metal ions on ZIF-67/GO membrane via synergistic photocatalytic-photothermal route。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)



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