近日,我院郑寿添教授/孙财副教授团队在Adv. Funct. Mater. 期刊上在线发表了题为 “Bridging Uranium Uptake and PET Plastics Degradation within an All-inorganic Polyoxoniobate Framework” 的原创性研究成果。该工作利用全无机铌氧簇框架耦合解决了“铀矿废水治理”和“塑料降解”这两个环保难题!
一方面,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料的高稳定性,使其回收与降解长期面临能耗高、成本大、二次污染等瓶颈。另一方面,铀矿开采和提炼过程中产生的含铀废水,因其毒性与复杂性,对环境构成严重威胁。团队提出了一种“一石二鸟”的新策略:利用全无机多铌酸盐框架(PONb, FZU-1)高效捕获废水中痕量铀酰离子,并通过吸附铀酰后的FZU-1U作为光催化剂,实现了铀资源回收与PET塑料光催化降解的耦合。
研究表明,FZU-1对铀酰离子具有高选择性和高效吸附能力,去除率可达98.5%。所得FZU-1U在蓝光照射下展现出优异的光催化活性,可将PET塑料高选择性降解为对苯二甲酸(TPA),收率达 92.3%,其周转频率(TOF)比均相催化剂硝酸铀酰高出 160倍,并能稳定循环运行超过10次。机理研究表明,该高效性能来源于PONb框架限域下的铀酰活性位点实现氢原子转移(HAT)与单电子转移(SET)的高效耦合过程,从而实现了光生电子空穴的高效分离与利用。
该研究不仅为含铀废水治理提供了新途径,同时也为废PET塑料升级利用开辟了低成本、低能耗的可持续方案,对推动环境治理与循环经济发展具有重要意义。
福州大学化学学院郑寿添教授和孙财副教授为本文共同通讯作者,福州大学化学学院博士生刘乙鑫、贾蕾与博士后李艳茹为文章共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
论文信息: Bridging Uranium Uptake and PET Plastics Degradation Within an All-Inorganic Polyoxoniobate Framework. Adv. Funct. Mater. 2025, e16939. DOI: 10.1002/adfm.202516939.