磁性光激活材料：高效去除废水中的有毒染料

来自 实验室仪器网

一种新的磁性材料可以仅使用光从废水中去除有毒染料。它可能是一种可重复使用的低能耗解决方案，可以解决行业最顽固的污染挑战之一。

AstrazonPinkFG（AP）和BrilliantRedB（BR）等纺织染料会在水道中滞留，造成毒性和长期的生态系统破坏。由于成本高、染料去除不完全和材料再生困难，目前的吸附、混凝、生物加工和高级氧化等处理往往达不到要求。

金属有机框架（MOF）由于其大表面积、可调节的孔隙结构和可定制性，显示出强大的水净化潜力。添加磁性铁氧体颗粒是另一个步骤，使它们在使用后更容易回收。

基于这些优势，研究人员创建了KFe2O4@单ZIF-8，一种复合材料，将铁氧体钾的磁性和催化优势与ZIF-8框架的耐用性融为一体。他们的成功综合最近发表在《化学物理影响》上。

铁氧体钾（KFe2O4）纳米颗粒被合成并通过声波处理嵌入到单层ZIF-8框架中。该材料显示出明确的晶体结构，具有31.24nm的晶体和不同尺寸的相似形状颗粒的均匀表面。元素分析证实钾、铁、氧、碳和锌的存在符合其预期设计。

光学测量显示能隙为1.87eV，非常适合可见光光催化。在无光吸附试验中，该复合材料的AP平衡吸附能力为17.85±0.8mg/g，BR的平衡吸附能力为15.00±0.8mg/g，其过程遵循伪二阶动力学模型。

当暴露在可见光下时，光催化效应显着提高了性能。AP的去除效率达到98.80±1.20%，BR的去除效率达到95.20±1.30%。在更具挑战性的混合染料溶液中，该材料去除了78.00±1.10%的AP和70.00±1.10%的BR，表明它可以处理复杂的污染场景。

由于复合材料具有磁性，因此处理后可以轻松快速地恢复，再生测试表明，即使在七个循环后，它仍能保持70%以上的效率。能源使用量保持在大规模部署的实际限度内。

通过结合高吸附能力、可见光驱动的光催化、磁回收和多循环稳定再生，KFe2O4@单ZIF-8为解决工业废水中的染料污染问题提供了一条现实、可持续的途径。即使在混合染料条件下，它也能保持强大的性能，使其成为未来大规模纯化系统的杰出候选者。

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