基于β-乳糖纤维素共价有机框架负载的铬离子印迹聚合物的设计与高效吸附性能研究

本文创新性地将共价有机框架(COF)直接整合到β-乳糖修饰的纤维素载体上，结合方酰胺受体构建铬离子印迹聚合物(IIP)，通过密度泛函理论(DFT)优化分子识别位点，实现了对Cr(VI)的高效吸附（699.30 mg/g，pH=2.0），并揭示了配位键/静电作用/阴离子-π相互作用等多重吸附机制，其循环7次后仍保持98%效率，为重金属废水处理提供了新型生物基吸附剂解决方案。

　　

亮点

本研究开发了一种表面功能化的生物基离子印迹聚合物(IIP)吸附剂，可高效去除强酸性废水中的Cr(VI)。在60°C下4小时内成功实现了COF在β-乳糖纤维素表面的直接生长，并通过定制方酰胺单体修饰的印迹聚合物显著提升了材料性能。

载体材料的进展

β-乳糖纤维素修饰的COF作为IIP载体具有多重优势：β-乳糖修饰增加了纤维素表面功能基团密度，其亲水性增强了材料对金属氧阴离子的亲和力。在酸性环境中，β-乳糖纤维素上羟基的质子化促进了与带负电Cr(VI)物种的静电吸引作用。

结论

该研究通过将COF直接生长在β-乳糖纤维素表面，并引入方酰胺功能单体构建的印迹聚合物，开发出对Cr(VI)具有超高吸附容量(699.30 mg/g)和优异选择性的新型吸附材料。材料展现多重结合机制，7次循环后仍保持98%效率，为工业废水处理提供了创新解决方案。