上海师范大学的Li Hexing课题组--ZIF-67/GO膜通过协同光催化-光热途径去除和再利用金属离子

金属离子污染的问题给全球水生态系统和人类带来了巨大压力。在本文中，设计了用于去除和再利用含水Ag⁺离子集成膜的协同光催化-光热系统。沸石咪唑盐骨架67（ZIF-67）晶体在氧化石墨烯（GO）膜上稳定生长，且分布均匀。在ZIF-67/GO膜中，Ag⁺离子在ZIF-67晶体上的吸附和光还原导致Ag纳米颗粒在膜表面沉积，从而促进了可见光的捕获，抑制了电子离子的复合，空穴对促进了光热效应。同时，GO衬底上高效率的光热转化实现了水的蒸发，而浓缩了Ag⁺溶液，并抑制了光诱导电荷的分离。ZIF-67/GO膜上协同光催化-光热路线为金属离子的再循环提供了新的视野，可用于未来的实际应用。

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

Figure 2. 制备样品的XRD图谱

Figure 3 （a）在1次太阳照射下，AgNO₃溶液和H₂O中的GO和ZG-5-2膜在不同时间的红外热像图；（b）使用808 nm激光（6.5 W·cm^-2）在红外热像仪上记录的不同样品的五个开关周期中的温度演变曲线，以及（c）分别在AgNO₃溶液和H₂O中不同样品的蒸发速率和太阳蒸气效率。

Figure 4. 在不同浓度Co(NO₃)₂·6H₂O的ZG-X-2膜上,（a）Ag⁺光还原过程，（b）温度演变，以及（c）水量减少。在具有不同的2-MIM与Co(NO₃)₂·6H₂O摩尔比的ZG-5-Y膜上,（d）Ag⁺光还原过程，（e）温度演变和（f）水量减少。

相关研究成果于2021年由上海师范大学的Li, Hexing课题组，发表在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。