原位生长UiO-66/海藻酸钠基气凝胶对双氯芬酸钠的吸附及分子模拟研究

作     者：范志杰 王宁 陈爱侠 卫潇 蒲马雪儿 高雅君 朱明叶 

作者机构：长安大学水利与环境学院 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室 长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室 山东伟基炭科技有限公司 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081702[工学-化学工艺] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.42377060,42207101) 长安大学中央高校基本科研业务费专项资金(No.300102293208) 

主　　题：气凝胶 MOF 原位生长 DCF 吸附 分子模拟 

摘      要：双氯芬酸钠（DCF）在水环境中广泛存在，如何有效去除水中DCF备受关注.气凝胶和金属有机框架（MOF）具备卓越的吸附性能，将其用于水中DCF去除具有广阔的应用前景.然而原始气凝胶和MOF材料分别存在孔隙结构差和粉末状难回收双重问题.本研究以海藻酸钠为前驱体、CaCl2为交联剂制备海藻酸钠基气凝胶，并原位生长锆基MOF（UiO-66），构建对DCF具有优异吸附性能的宏观材料.结果表明，将UiO-66原位生长在海藻酸钠气凝胶上不仅巧妙解决了MOF难回收的问题，而且使材料具有了高比表面积(276.7 m2·g-1)和丰富的孔结构，其对DCF的吸附量高达418.1 mg·g-1，并且具有一定的抗干扰能力和再生性能.通过模型拟合，说明其对DCF的吸附是以化学吸附为主的单层吸附过程.利用UiO-66的分子模拟，分析了该材料对DCF的吸附结合位点，结果表明，其吸附机理主要为羧酸氧以及氯原子与UiO-66中的Zr离子之间的配位作用，并伴随部分氢键作用以及金属（Zr）-π相互作用.研究成果为MOF基复合气凝胶宏观体的构建和吸附机理研究提供了参考.