近日，我院张良教授团队在吸附-光催化协同处理全氟烷基类污染物方面取得重要进展，相关工作以“Pyrene-Based Multicomponent Metallacages for Highly Efficient Adsorption and Photocatalytic Degradation of Perfluorooctanoic Acid（芘基多组分金属有机笼用于全氟辛酸的高效吸附与光催化降解）”为题，发表在国际著名期刊ACS Nano（影响因子16.0，中科院一区top期刊，Nature Index收录期刊）。我院青年教师穆超群与硕士研究生王浩东为论文共同第一作者，张良教授和西安交通大学张明明教授为共同通讯作者。我校为论文第一完成单位，西安交通大学为主要合作单位。
全氟辛酸（PFOA）作为典型持久性有机污染物，因其C-F键的高稳定性和生物累积性，对生态系统与人体健康构成严重威胁。传统吸附法虽能富集PFOA，但易造成二次污染；光催化降解技术虽能破坏污染物，却在低浓度下效率骤减。现有“吸附-光催化”复合材料大多通过简单物理负载实现功能耦合，存在活性位点分散、传质效率低、循环稳定性差等瓶颈，难以实现分子级协同增效。
针对这一难题，研究团队设计并制备了两种芘基多组分金属配位笼，构建了独特的“吸附-光催化”双功能平台。其中，引入4,4'-联吡啶羧酸配体的金属配位笼，通过静电作用与氢键协同，对PFOA展现出高达1223 mg/g的优异吸附容量。在光照下，该金属笼的芘基光敏单元与联吡啶电子受体之间发生高效的笼内电子转移，促进超氧阴离子自由基（O2•⁻）的生成，进而攻击被富集的PFOA分子的羧基，通过链缩短反应机制，最终在6小时内实现91%的高脱氟率。本工作从分子层面揭示了金属配位笼中吸附位点与催化中心的高效协同机制，为治理持久性有机污染物提供了新思路。
该研究得到国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c12506
