缺陷磁性磺化共价有机框架高效去除水体阳离子有机染料的机制与表征研究

【编辑推荐】本研究通过缺陷工程策略合成磺酸化共价有机框架（DCOFs），集成-SO3H基团显著提升对阳离子染料（如孔雀石绿MG）的静电吸附能力，吸附容量达3549.59 mg/g。磁性功能化衍生物（DMCOFs）兼具超顺磁特性（Fe3O4-COOH核）与高吸附性能（768.6 mg/g MG），为染料废水治理提供高效吸附-分离一体化解决方案。

　　

Highlight

阳离子有机染料（CDs）是对环境和公共健康构成重大威胁的关键污染物。为应对这一挑战，本研究通过缺陷工程合成磺酸化共价有机框架（DCOFs），其集成的亲水性-SO₃H基团可增强与CDs的静电相互作用，使吸附效率显著提升。DCOFs对孔雀石绿（MG）的吸附容量高达3549.59 mg/g，且10分钟内达到平衡。在MG/结晶紫（CV）二元体系中，材料优先吸附CV，而MG的存在进一步促进CV的捕获，显示出协同效应。

The influence of amino functional monomers on COFs

氨基功能单体通过与醛基形成亚胺键终止COFs生成反应。竞争反应导致希夫碱反应建立新平衡，同时形成断环缺陷结构。这种缺陷不仅增强COFs的吸附与催化性能，还改变其微观形貌。

Conclusion

本研究成功构建了磺酸化共价有机框架（DCOFs）及其磁性衍生物（DMCOFs），对阳离子染料展现卓越亲和力。磺酸化修饰使DCOFs对MG的吸附容量突破3549.59 mg/g，即使负载磁性核（Fe₃O₄-COOH）后，DMCOFs仍保持768.6 mg/g的高吸附性能，兼具超顺磁特性，为实际废水处理提供高效解决方案。