金屬離子污染造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，這對于全球水生態(tài)系統(tǒng)和人類帶來了巨大的壓力。這里，利用集成膜通過光催化協(xié)同光熱系統(tǒng)，用于去除和再利用水溶液中的Ag+離子。沸石基咪唑鹽框架-67（ZIF-67）晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且均勻地生長在氧化石墨烯（GO）膜上。在ZIF-67/GO膜中，ZIF-67晶體上Ag+離子的吸附和光還原作用導(dǎo)致了Ag納米粒子沉積在膜表面，有助于可見光的捕獲，抑制了電子空穴對重組，并促進(jìn)了光熱效應(yīng)。同時(shí)，GO基底上的高光熱轉(zhuǎn)換效率實(shí)現(xiàn)了水蒸發(fā)濃縮Ag+溶液，抑制了光誘導(dǎo)電荷的分離。ZIF-67/GO膜的光催化協(xié)同光熱路徑為未來實(shí)際應(yīng)用中金屬離子的回收利用提供了新的思路。
Figure 1. 制備ZIF-67/GO膜的原理示意圖。
Figure 2. （a）GO膜、（b）Ag+/GO膜和（c）ZG-5-2膜表面的SEM圖，和（d）C、N、O和Co元素分布，（e-g）Ag+/ZG-5-2膜的TEM圖，SEM圖和元素分布，（h）Ag+/ZG-5-2膜的SEM圖和（i）元素分布。
Figure 3. 樣品的XRD圖比較。
Figure 4.所制備樣品的（a紅外光譜和（b）拉曼光譜。
Figure 5. （a）不同時(shí)間太陽光照射下，在硝酸銀溶液和水溶液中GO和ZG-5-2膜的紅外熱像圖，（b）不同樣品在開關(guān)五個(gè)周期期間的溫度演變曲線，（c）不同樣品分別在硝酸銀溶液和水溶液中的蒸發(fā)速率和太陽蒸汽效率。
Figure 6. ZG-X-2膜含不同Co(NO3)2·6H2O濃度時(shí)，其相應(yīng)的（a）Ag+光還原過程，（b）溫度演變，（c）水重量衰減曲線，ZG-5-Y膜含2-MIM/Co(NO3)2·6H2O不同摩爾比時(shí)，相應(yīng)的（d）Ag+光還原過程，（e）溫度演變，（f）水重量衰減曲線。
相關(guān)研究工作由上海師范大學(xué)Yuning Huo聯(lián)合Hexing Li課題組于2020年發(fā)表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文：Removal and reutilization of metal ions on ZIF-67/GO membrane via synergistic photocatalytic-photothermal route。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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