TiO2封装ZIF-8分级可回收气凝胶的界面电荷转移工程：迈向吸附-光催化双功能水修复技术

本文创新性地构建了TiO2/ZIF-8@ANF/CS（TiZIF-8）复合气凝胶，通过将核壳结构TiO2光催化剂与沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-8）集成到芳纶纳米纤维（ANF）/壳聚糖（CS）交联网络中，实现了对水中多种污染物的同步吸附（Cr(VI) 188.4 mg/g）与光催化降解（效率>95%）。该设计突破了传统吸附剂的单功能局限，其独特的机械性能和环境稳定性（5次循环后效率仍>80%）为水污染治理提供了新思路。

　　

亮点

本研究开发的TiO₂/ZIF-8@ANF/CS复合气凝胶通过独特的核壳结构设计，实现了吸附剂与光催化剂的协同增效。芳纶纳米纤维（ANF）与壳聚糖（CS）构建的三维网络不仅提供了超高的机械强度，其丰富的活性位点更使污染物捕获能力显著提升。

材料与方法

实验采用对位芳纶浆粕（Kevlar）为原料制备ANF，与壳聚糖（CS）通过氢键交联形成双网络骨架。通过原位生长法将TiO₂包裹的ZIF-8纳米颗粒（TiZIF-8）锚定在ANF/CS骨架上，最终经冷冻干燥获得具有分级孔道的气凝胶材料。

结论

TiZIF-8@ANF/CS气凝胶展现出卓越的多污染物协同处理能力：对Cr(VI)的吸附量达188.4 mg/g，光催化降解效率超过95%。其独特的"吸附-降解"协同机制和优异的循环稳定性（5次循环保持80%效率），为复杂水体净化提供了创新解决方案。