陜西科技大學侯晨&張素風&王陽Int. J. Biol. Macromol.：木質素基雙金屬MOFs納米纖

DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.01.184

經證實，全氟辛酸（PFOA）對人體健康具有潛在毒性，由于其穩定的理化性質，在不同的環境基質中均檢測到該物質的存在。為了在太陽光照射下降解PFOA，采用典型的靜電紡絲和原位溶劑熱法制備了木質素/聚乙烯醇（PVA）/Co/Fe金屬有機骨架（木質素/PVA/bi-MOFs）復合膜。在過氧單硫酸鹽（PMS）/膜/太陽光體系中，電子順磁共振分析（EPR）表明，通過過渡金屬和太陽光活化PMS產生了硫酸根（SO4·-）和羥基自由基（OH·）。木質素/PVA/bi-MOFs在最佳條件下3h內的降解率達89.6％。與在太陽光下相比，黑暗中PFOA的降解率僅為59.6％，PFOA降解速率常數從0.0150min-1降至0.0046min-1。此外，木質素/PVA/bi-MOFs經超純水沖洗后可重復使用，4次循環后木質素/PVA/bi-MOFs的降解能力保持在77％。該研究為設計用于去除有機污染物的雙金屬MOFs提供了一種新的途徑。

圖1.木質素/PVA/bi-MOFs復合膜的制備步驟示意圖。（a）木質素的提取和純化。（b）靜電紡絲工藝。（c）原位溶劑熱法。

圖2.（a）木質素/PVA納米纖維的SEM圖像。（b）木質素/PVA/bi-MOFs復合膜的SEM圖像。（b）中的插圖為純Co/Fe MOFs的SEM（圖像放大10000x）。

圖3.（a）Co/Fe MOFs、木質素/PVA和木質素/PVA/bi-MOFs的FTIR光譜；（b）Co/Fe MOFs、木質素/PVA/bi-MOFs和木質素/PVA的XRD圖譜。

圖4.木質素/PVA/bi-MOFs的XPS光譜：（a）O1s和（b）C1s。

圖5.（a）木質素/PVA/bi-MOFs的紫外-可見DRS光譜。插圖：相應的Tauc圖；（b）木質素/PVA/bi-MOFs的Mott-Schottky曲線。

圖6.木質素/PVA/bi-MOFs的瞬態光電流響應（在0.5M Na2SO4溶液中）。

圖7.（a）180分鐘內不同反應體系中PFOA的降解效率；（b）PMS劑量的影響；（c）pH的影響；（d）連續運行以確定木質素/PVA/bi-MOFs的催化活性。反應條件：PFOA=20mg/L，PMS=8mM（圖7b中為2、4、6、8和10mM），pH=7.0（圖7c中為3.0、5.0、7.0和9.0）。

圖8.在太陽光照射下降解180分鐘后的F-濃度。反應條件：PFOA=20mg/L，PMS=8mM，pH=7.0。

圖9.在PMS/膜/太陽光反應過程中的反應機理示意圖。

圖10.（a）催化之前和（b）之后，Co2p3/2的XPS光譜；（c）催化之前和（d）之后，Fe2p的XPS光譜。

圖11.（a）清除劑（TBA和EtOH）對PFOA降解的影響。（b）當存在DMPO時，由PMS/木質素/PVA/bi-MOFs體系獲得的EPR光譜。反應條件：PFOA=20mM，PMS=8mM，pH=7.0，清除劑=20mM。

圖12.PFOA在PMS/膜/太陽光體系中的可能降解途徑。