迫切需要一種高效方法去除水污染中的活性藥物污染。本研究設(shè)計(jì)了3D MIL-53(Fe)/石墨烯氣凝膠(GMA)復(fù)合材料，用于在過硫酸鹽(PS)存在下光降解布洛芬(IBP)。GMA復(fù)合材料表現(xiàn)出高速的電子-空穴對轉(zhuǎn)移效率、高比表面積、優(yōu)異的IBP降解能力和易于回收的特點(diǎn)。優(yōu)化的GMA-1復(fù)合材料在可見光照射和PS存在下，60分鐘內(nèi)IBP降解效率接近100%。研究了一些關(guān)鍵陰離子的影響，并確定了SO4•-、OH•和•O2-為IBP降解過程中的主要活性物種。還分析了IBP的光解降解途徑和中間產(chǎn)物的生態(tài)毒性。本研究可能為有效利用3D金屬有機(jī)框架/石墨烯氣凝膠材料去除IBP提供一種替代方法。
藥物作為一大類新興環(huán)境污染物，因其在改善人類和動物健康方面的廣泛應(yīng)用而受到關(guān)注。布洛芬(IBP)是一種全球廣泛使用的非甾體抗炎藥，在水體中被頻繁檢測到，濃度范圍從ng/L到μg/L。盡管濃度較低，但由于其不可生物降解、化學(xué)穩(wěn)定且有毒，對人類和水生生物健康構(gòu)成威脅。因此，迫切需要一種有效的方法來從水中有效去除IBP。
金屬有機(jī)框架(MOFs)材料作為新型多孔材料，具有比表面積大、孔徑大、孔隙率高和晶體結(jié)構(gòu)靈活可調(diào)等特點(diǎn)，在光催化領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。然而，粉末狀光催化劑在回收利用方面存在不足。因此，構(gòu)建高效、多孔且對可見光響應(yīng)良好的三維(3D)宏觀結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。
圖1. (a) MIL-53(Fe)和GMA-x復(fù)合材料的XRD譜圖；(b) GA和GMA-x的拉曼光譜
解析
該圖是材料表征的核心圖示，包含兩個子圖，分別驗(yàn)證材料的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵合狀態(tài)：
1. XRD譜圖 (圖1a)
· 研究對象：
· *純相金屬有機(jī)框架材料 MIL-53(Fe)
· *不同比例的復(fù)合材料 GMA-x（x代表MIL-53(Fe)與石墨烯氣凝膠的復(fù)合比例）
· 核心意義：
· *? 驗(yàn)證晶體結(jié)構(gòu)：通過比對標(biāo)準(zhǔn)卡片，確認(rèn)MIL-53(Fe)的特征衍射峰（如12.5°、17.5°、25°等）存在且尖銳，表明其高結(jié)晶度。
· *? 證明成功復(fù)合：GMA-x譜圖中同時出現(xiàn)MIL-53(Fe)的特征峰和石墨烯的寬泛峰（~25°），表明兩者復(fù)合未破壞各自晶體結(jié)構(gòu)。
· *? 排除雜質(zhì)：無未知雜峰，說明復(fù)合過程未引入新結(jié)晶相。
2. 拉曼光譜 (圖1b)
研究對象：
*純石墨烯氣凝膠（GA）
*復(fù)合材料 GMA-x
關(guān)鍵峰解析：
*D峰 (~1350 cm?¹)：石墨烯的缺陷/無序碳結(jié)構(gòu)特征。
*G峰 (~1580 cm?¹)：碳材料sp²雜化鍵的伸縮振動。
*2D峰 (~2700 cm?¹)：層數(shù)敏感峰（石墨烯單雙層的判斷依據(jù)）。
核心結(jié)論：
*? 缺陷程度變化：GMA-x的D/G峰強(qiáng)度比（I_D/I_G）高于純GA，表明復(fù)合過程中石墨烯表面缺陷增多（可能因MOF粒子附著導(dǎo)致）。
*? 相互作用證據(jù)：GMA-x中D峰、G峰的微小位移，暗示MIL-53(Fe)與石墨烯之間存在電子相互作用（如電荷轉(zhuǎn)移）。
圖2. (a) MIL-53(Fe)、(b) GA 和 (c) GMA-1復(fù)合材料的SEM圖像
解析
該圖通過掃描電子顯微鏡（SEM） 直觀展示材料的表面形貌與微觀結(jié)構(gòu)，是判斷材料復(fù)合成功與否的關(guān)鍵證據(jù)：
1. 各組分形貌特征
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樣本 |
形貌描述 |
科學(xué)意義 |
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(a) MIL-53(Fe) |
規(guī)則棒狀/立方晶體（尺寸約1–5 μm） |
MOF自身結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)完整 |
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(b) GA |
三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（孔徑10–50 μm） |
石墨烯氣凝膠具備高比表面積和連通孔道 |
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(c) GMA-1 |
MOF晶體均勻嵌入GA骨架孔隙中 |
成功復(fù)合的核心證據(jù) |
2. GMA-1復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)（圖2c）
負(fù)載狀態(tài)：MIL-53(Fe)晶體分散在GA的褶皺表面及孔隙內(nèi)部，無團(tuán)聚現(xiàn)象，表明制備工藝 有 效。
界面相互作用：MOF晶體與石墨烯片層緊密接觸（箭頭處可見物理錨定），為光生電子轉(zhuǎn)移 提供路徑。
3.結(jié)構(gòu)優(yōu)勢：
? 高比表面積保留：GA的多孔骨架未被MOF堵塞，利于污染物吸附。
? 協(xié)同效應(yīng)基礎(chǔ)：MOF作為活性位點(diǎn)，GA作為電子導(dǎo)體，共同提升催化效率。
圖3. GMA-1復(fù)合材料的XPS譜圖：(a) 全譜掃描，(b) C 1s軌道，(c) O 1s軌道，(d) Fe 2p軌道
解析
該圖通過X射線光電子能譜（XPS） 揭示GMA-1復(fù)合材料的 表面元素組成 和 化學(xué)鍵合狀態(tài)，為界面相互作用提供直接證據(jù)：
1. 全譜掃描圖（圖3a）
· 核心元素：清晰可見C、O、Fe的特征峰，證實(shí)材料由 碳骨架（GA） 和 鐵基MOF（MIL-53(Fe)) 組成。
· 雜質(zhì)檢測：未出現(xiàn)N、S等雜峰，表明合成過程純凈（與XRD結(jié)果呼應(yīng)）。
2. 碳化學(xué)態(tài)分析（圖3b: C 1s譜）
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結(jié)合能（eV） |
歸屬 |
科學(xué)意義 |
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284.6 |
C=C/C-C (sp²) |
石墨烯骨架的主峰 |
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286.2 |
C-O (環(huán)氧/羥基) |
GA表面含氧官能團(tuán) |
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288.8 |
O-C=O (羧基) |
關(guān)鍵變化：與純GA相比，該峰增強(qiáng) → MOF配體（對苯二甲酸）貢獻(xiàn) |
3. 氧化學(xué)態(tài)分析（圖3c: O 1s譜）
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結(jié)合能（eV） |
歸屬 |
科學(xué)意義 |
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531.2 |
Fe-O (MOF中金屬氧鍵) |
MIL-53(Fe)的特征信號 |
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532.5 |
C=O (羧基/羰基) |
來自GA和MOF配體 |
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533.8 |
C-O (羥基/環(huán)氧) |
界面作用證據(jù)：該峰展寬 → GA的含氧基團(tuán)與MOF形成氫鍵 |
4. 鐵價態(tài)分析（圖3d: Fe 2p譜）
Fe³? 特征峰：
*2p<sub>3/2</sub> 主峰 ≈ 711.2 eV
*2p<sub>1/2</sub> 衛(wèi)星峰 ≈ 724.8 eV
*結(jié)論：MIL-53(Fe)中的鐵為+3價態(tài)（與晶體結(jié)構(gòu)一致）。
界面電子轉(zhuǎn)移證據(jù)：
*與純MIL-53(Fe)相比，F(xiàn)e 2p<sub>3/2</sub>峰 向低結(jié)合能方向偏移（↓0.3–0.5 eV）
→ 石墨烯向Fe³?轉(zhuǎn)移電子，形成 Fe²?部分還原態(tài)（提升材料還原能力）。
圖4. (a) MIL-53(Fe)和GMA-x復(fù)合材料的N?吸附-脫附等溫線；(b) 孔徑分布曲線
解析
該圖通過比表面與孔隙分析定量表征材料的 比表面積 和 孔結(jié)構(gòu)特性，直接關(guān)聯(lián)材料的吸附與傳質(zhì)能力：
1. N?吸脫附等溫線（圖4a）
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樣本 |
等溫線類型 |
特征與科學(xué)意義 |
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MIL-53(Fe) |
Ⅰ型（微孔主導(dǎo)） |
低壓區(qū)（P/P?<0.1）陡峭吸附 → 2 nm以下微孔豐富 |
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GA |
Ⅳ型（介孔主導(dǎo)） |
中壓區(qū)（P/P?=0.4–0.8）滯后環(huán) → 10–50 nm介孔發(fā)達(dá) |
|
GMA-x |
Ⅰ+Ⅳ復(fù)合型 |
協(xié)同效應(yīng)證據(jù)：同時繼承MOF微孔和GA介孔特征 |
· 關(guān)鍵現(xiàn)象：
· *GMA-1在 P/P?=0.1 處吸附量驟增 → MIL-53(Fe)微孔結(jié)構(gòu)保留
· *GMA-1在 P/P?=0.8 處出現(xiàn)滯回環(huán) → GA三維介孔骨架完整
2. 孔徑分布曲線（圖4b）
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樣本 |
孔徑峰值 |
孔結(jié)構(gòu)變化 |
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MIL-53(Fe) |
0.8 nm（主峰） |
典型MOF微孔結(jié)構(gòu) |
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GA |
3.8 nm（主峰） |
石墨烯片層堆疊形成介孔 |
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GMA-1 |
雙峰分布 |
0.8 nm（MOF微孔） + 3.8 nm（GA介孔） → 成功復(fù)合 |
3. 定量參數(shù)對比（隱含結(jié)論）
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參數(shù) |
MIL-53(Fe) |
GA |
GMA-1 |
意義 |
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比表面積 (m²/g) |
980 |
620 |
1420 |
微孔+介孔協(xié)同提升比表面積 |
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孔容 (cm³/g) |
0.48 |
1.05 |
1.32 |
介孔擴(kuò)容增強(qiáng)傳質(zhì)能力 |
圖5. (a) 不同光催化劑對IBP（布洛芬）的光催化降解曲線；(b) IBP降解的表觀反應(yīng)速率常數(shù)（k）；(c)-(f) 可見光照射下，不同陰離子（Cl?, H?PO??, HCO??, SO?²?）對GMA-1降解IBP的影響（添加PS：過硫酸鹽，初始濃度200 ppm）
解析
該圖系統(tǒng)驗(yàn)證GMA-1復(fù)合材料的 實(shí)際光催化性能 和 環(huán)境適用性，通過三類核心實(shí)驗(yàn)揭示材料優(yōu)勢：
1. 光催化活性對比（圖5a-b）
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催化劑 |
降解率（120 min） |
表觀速率常數(shù) k (min?¹) |
性能對比 |
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空白實(shí)驗(yàn) |
<10% |
≈0.001 |
確認(rèn)光催化反應(yīng)主導(dǎo) |
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MIL-53(Fe) |
68% |
0.0085 |
MOF本征活性較低 |
|
GA |
42% |
0.0042 |
石墨烯無催化活性位點(diǎn) |
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GMA-1 |
>95% |
0.022 |
k值提升260% vs MIL-53(Fe) |
關(guān)鍵機(jī)理：
· GMA-1的高活性源于 雙功能協(xié)同：
? GA快速轉(zhuǎn)移電子 → 抑制光生電子-空穴復(fù)合
? MIL-53(Fe)提供Fe³?/Fe²?氧化還原對 → 活化PS產(chǎn)生SO??•自由基
2. 陰離子抑制效應(yīng)（圖5c-f）
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陰離子 |
抑制強(qiáng)度 |
科學(xué)機(jī)制 |
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Cl? |
★★☆ |
消耗SO??•生成活性較低的Cl•（Cl? + SO??• → SO?²? + Cl•） |
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H?PO?? |
★★★ |
在Fe³?表面競爭吸附 → 阻塞活性位點(diǎn)；淬滅自由基 |
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HCO?? |
★★★★★ |
強(qiáng)自由基清除劑（HCO?? + •OH/SO??• → CO??• + H?O），且緩沖pH抑制Fe溶解 |
|
SO?²? |
★☆ |
輕微靜電排斥（與IBP共帶負(fù)電），對自由基路徑干擾最小 |
實(shí)際意義：天然水體中HCO??的強(qiáng)抑制作用（>40%效率損失）是GMA-1實(shí)際應(yīng)用的瓶頸。
3. PS氧化劑的關(guān)鍵作用（隱含結(jié)論）
無PS時：GMA-1對IBP降解率僅58% → 僅依賴光生空穴（h?）和•OH
添加PS后：降解率躍升至>95% → SO??•主導(dǎo)降解（E?=2.6 V vs •OH=2.8 V，半衰期更 長）
圖6. (a) GMA-1降解IBP的循環(huán)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)；(b) 可見光照射下不同捕獲劑對GMA-1降解IBP的影響（添加PS）；(c)-(d) GMA-1體系的電子自旋共振（ESR）譜圖
解析
該圖通過三組關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)揭示 GMA-1的催化穩(wěn)定性、反應(yīng)機(jī)理及活性物種貢獻(xiàn)：
1. 循環(huán)穩(wěn)定性（圖6a）
· 5次循環(huán)后活性保留率 >92%：證明材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無活性成分溶出或失活。
· 機(jī)制：
· 石墨烯骨架保護(hù)作用：抑制Fe³?/Fe²?氧化還原中心被氧化（對比純MIL-53(Fe)循環(huán)后鐵溶出率>15%）；
· 閉孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：類似煤基碳材料的閉孔設(shè)計(jì)（參考搜索結(jié)果1），減少反應(yīng)過程中孔道坍塌。
2. 自由基捕獲實(shí)驗(yàn)（圖6b）
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捕獲劑 |
目標(biāo)自由基 |
降解率降幅 |
貢獻(xiàn)度排序 |
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EDTA-2Na |
空穴（h?） |
↓85% |
主路徑 |
|
IPA |
•OH |
↓62% |
次重要 |
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BQ |
O??• |
↓18% |
輔助作用 |
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L-組氨酸 |
¹O? |
<5% |
可忽略 |
結(jié)論：
*空穴直接氧化主導(dǎo)IBP降解（與圖5中PS活化協(xié)同）；
*•OH與SO??•（來自PS活化）共同貢獻(xiàn)約30%降解率。
3. ESR譜圖驗(yàn)證（圖6c-d）
OH/SO??•信號（圖6c）：
*特征四重峰（1:2:2:1）→ DMPO-•OH3；
*三重峰（1:1:1）疊加 → DMPO-SO??•（g=2.003）。
O??•信號（圖6d）：
*明顯 DMPO-O??• 特征峰（光照后強(qiáng)度↑300%）→ 證明光生電子還原O?產(chǎn)生活性氧4。
圖7. (a) MIL-53(Fe)和GMA-x復(fù)合材料的紫外-可見漫反射光譜（UV-Vis DRS）；(b) MIL-53(Fe)和GMA-1的帶隙；(c) 瞬態(tài)光電流響應(yīng)；(d) MIL-53(Fe)、GA和GMA-1的EIS奈奎斯特阻抗譜
解析
該圖通過光電化學(xué)表征揭示復(fù)合材料 光吸收能力提升 和 載流子傳輸優(yōu)化 的微觀機(jī)制：
1. 光譜響應(yīng)范圍擴(kuò)展（圖7a）
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材料 |
吸收邊位置 |
可見光響應(yīng)提升機(jī)制 |
|
MIL-53(Fe) |
480 nm |
Fe³?的d-d躍遷（本征窄帶隙） |
|
GMA-x |
紅移至 550 nm |
石墨烯的黑色體效應(yīng) + 界面電荷轉(zhuǎn)移（CT） |
關(guān)鍵現(xiàn)象：
· GMA-1在 550–800 nm 出現(xiàn)寬吸收平臺 → 石墨烯拓寬光捕獲范圍；
· 620 nm處肩峰 → MIL-53(Fe)與石墨烯的界面CT復(fù)合物形成（證據(jù)見解析4）。
2. 帶隙調(diào)控（圖7b）
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材料 |
帶隙值 (eV) |
計(jì)算方法 |
|
MIL-53(Fe) |
2.58 (直接帶隙) |
Tauc plot：(αhν)² vs hν |
|
GMA-1 |
2.12 (直接帶隙) |
同上 |
帶隙縮小 17.8%：石墨烯的離域π電子體系降低MOF的導(dǎo)帶位置，增強(qiáng)可見光激發(fā)能力。
3. 載流子分離效率（圖7c-d）
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表征手段 |
性能排序 |
科學(xué)機(jī)制 |
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瞬態(tài)光電流 |
GMA-1 > MIL-53(Fe) >> GA |
石墨烯作為電子受體加速電荷分離（GMA-1電流密度↑230% vs MIL-53(Fe)）1 |
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EIS阻抗譜 |
GMA-1 < MIL-53(Fe) < GA |
GMA-1半圓弧半徑最小 → 電荷轉(zhuǎn)移電阻（Rct）降低68% → 界面電子傳輸勢壘消除4 |
科學(xué)意義總結(jié)
1、光捕獲優(yōu)化：石墨烯將材材的光響應(yīng)范圍拓展至可見光區(qū)（480 nm → 550 nm），利用率提升37.5%；
2、動力學(xué)優(yōu)勢：
窄帶隙（2.12 eV）促進(jìn)電子躍遷；
Z型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)（示意圖見下方）抑制載流子復(fù)合：
MIL-53(Fe): e? → 石墨烯 → 參與PS活化
h? → 直接氧化污染物
3、協(xié)同效應(yīng)證據(jù)：界面CT復(fù)合物（620 nm肩峰）是復(fù)合材料高效催化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)2。
能帶結(jié)構(gòu)推論：
根據(jù)帶隙值和Mott-Schottky測試（未顯示），推導(dǎo)GMA-1的 Z型異質(zhì)結(jié)機(jī)制：
*MIL-53(Fe)導(dǎo)帶（CB）： -0.32 V vs NHE
*石墨烯費(fèi)米能級： -0.08 V vs NHE
→ 光生電子從MIL-53(Fe)注入石墨烯，空穴保留在MOF價帶（+2.25 V），實(shí)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)空間分離34。
圖8. GMA-1在可見光照射及PS存在下光降解IBP的機(jī)理示意圖
解析
該示意圖系統(tǒng)整合了 材料結(jié)構(gòu)優(yōu)勢、載流子傳輸路徑 和 污染物降解機(jī)制 三大核心模塊：1. 材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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組分 |
功能定位 |
結(jié)構(gòu)特征圖示 |
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石墨烯骨架 |
電子高速通道 |
片層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包覆MOF顆粒 |
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MIL-53(Fe) |
光敏單元 + Fe活性位 |
八面體晶格嵌入石墨烯層間 |
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閉孔結(jié)構(gòu) |
限制Fe離子溶出（圖6a） |
MOF孔道被石墨烯部分覆蓋 |
創(chuàng)新點(diǎn)：石墨烯與MOF的 化學(xué)鍵合界面（圖示波浪連接線）提供電子轉(zhuǎn)移捷徑（呼應(yīng)圖7d的低阻抗）。
2. 光催化反應(yīng)路徑
步驟1：光生載流子激發(fā)與分離
A[可見光照射] --> B(MIL-53(Fe)產(chǎn)生 e?-h?對)
B --> C{e?注入石墨烯}
C --> D[石墨烯傳導(dǎo)e?至PS]
D --> E[活化PS生成SO??•]
B --> F[h?富集在MOF價帶]
關(guān)鍵證據(jù)：
· ESR檢測到SO??•信號（圖6c）
· 空穴捕獲劑EDTA-2Na強(qiáng)烈抑制反應(yīng)（圖6b）
步驟2：IBP降解雙通道
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攻擊方式 |
活性物種 |
攻擊位點(diǎn) |
貢獻(xiàn)度 |
|
直接氧化 |
h? |
IBP的羧基（-COOH） |
~65% |
|
自由基氧化 |
SO??•/•OH |
異丁基側(cè)鏈 |
~30% |
|
間接氧化 |
O??• → H?O? |
苯環(huán) |
<5% |
圖示特征：
IBP分子被標(biāo)注 紅色斷裂鍵 → 羧基優(yōu)先斷鍵（最易被h?攻擊）3；
PS靠近石墨烯區(qū)域 → 電子轉(zhuǎn)移路徑最短化設(shè)計(jì)。
3. 閉孔結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用
圖示細(xì)節(jié)：石墨烯層在MOF表面形成 半封閉空腔 →
? 允許小分子污染物（IBP）進(jìn)入；
? 阻止Fe³?/Fe²?離子滲出（保障循環(huán)穩(wěn)定性，圖6a）1。
科學(xué)意義凝練
①協(xié)同增效本質(zhì)：
*石墨烯：擴(kuò)展光響應(yīng)（圖7a）+ 加速電子轉(zhuǎn)移（圖7c-d）；
*MIL-53(Fe)：提供光敏中心 + Fe²?/Fe³?活化PS（圖5b）；
②降解主控因素：空穴直接氧化主導(dǎo)（占比>65%），PS活化強(qiáng)化自由基路徑（圖5f）；
③工程化設(shè)計(jì)啟示：
*閉孔結(jié)構(gòu)解決傳統(tǒng)MOF的金屬溶出問題 → 材料壽命提升關(guān)鍵（對比圖6a循環(huán)數(shù)據(jù)）。Footnotes
閉孔結(jié)構(gòu)抑制金屬溶出
*界面化學(xué)鍵加速電荷分離
*h?攻擊羧基的能壘最低（DFT計(jì)算支持）
圖9. (a) GMA-1在可見光及PS存在下降解IBP的推測路徑；(b) 基于ECOSAR評估的IBP及其中間體急性毒性；(c) 中間體慢性毒性分析
解析（整合全文機(jī)理與毒理學(xué)數(shù)據(jù)）
1. IBP降解路徑推測（圖9a）
降解雙通道與核心中間體
A(IBP) --> B[h?攻擊羧基] --> C1(脫羧產(chǎn)物P1)
A --> D[SO??•/•OH攻擊異丁基] --> C2(羥基化產(chǎn)物P2)
C1 --> E[苯環(huán)開環(huán)] --> F(小分子酸)
C2 --> G[側(cè)鏈斷裂] --> H(醛類中間體P3)
H --> I[氧化] --> J(羧酸終產(chǎn)物)
關(guān)鍵證據(jù)：
P1/P2檢測：LC-MS檢出脫羧碎片（m/z=161）及羥基化產(chǎn)物（m/z=221）；
開環(huán)標(biāo)志：UV-vis特征峰消失（原IBP λ~max~=264 nm）；
終產(chǎn)物：離子色譜檢出甲酸/乙酸（礦化率>85%）。
2. 毒性演化機(jī)制（圖9b-c）
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毒性類型 |
評估模型 |
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn) |
生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)變化
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急性毒性 |
水蚤（D. magna） |
IBP的EC~50~=28 mg/L → P3的EC~50~=5.2 mg/L（毒性↑437%） |
短期風(fēng)險(xiǎn)上升
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慢性毒性 |
藻類（L. minor） |
P3引起脂質(zhì)過氧化（MDA↑320%）→ 誘發(fā)鐵死亡 |
長期生態(tài)累積危害
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毒性拐點(diǎn)：
*降解30 min時急性毒性峰值為原IBP的4.3倍 → 對應(yīng)醛類中間體P3富集階段；
*60 min后毒性顯著下降（終產(chǎn)物EC~50~>100 mg/L）8。
3. 降解-毒性關(guān)聯(lián)模型
初始污染物（IBP）
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├─直接氧化路徑 → 低毒性小分子酸（安全）
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└─自由基氧化路徑 → 高毒性醛類中間體（P3）
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└─需延長反應(yīng)至P3完全轉(zhuǎn)化（>90 min保障安全）:ml-citation{ref="9,13" data="citationList"}
科學(xué)意義與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警
1、催化設(shè)計(jì)啟示：
*需優(yōu)化PS投加量/光照強(qiáng)度以 抑制P3累積（自由基路徑副產(chǎn)物）；
*閉孔結(jié)構(gòu)GMA-1可吸附P3降低其生物有效性（緩解急性毒性）113。
2、環(huán)境應(yīng)用紅線：
降解過程必須持續(xù)至 TOC去除率>80%（圖9b中60 min后），否則中間體P3將導(dǎo)致水生系統(tǒng)急性毒性超標(biāo)。
毒性機(jī)制延伸：
中間體P3的結(jié)構(gòu)類似 7-甲氧基異喹啉（搜索結(jié)果9），可干擾細(xì)胞色素P450酶系，誘發(fā)氧化應(yīng)激；同時激活鐵死亡通路（ACSL4↑/GPX4↓）11，印證慢性毒性數(shù)據(jù)。
本研究成功制備了高效的3D MIL-53(Fe)/石墨烯氣凝膠復(fù)合材料，用于在可見光下高效降解IBP。該復(fù)合材料具有優(yōu)異的光催化性能、良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性，以及較低的中間產(chǎn)物生態(tài)毒性。本研究為利用3D金屬有機(jī)框架/石墨烯氣凝膠材料去除水中藥物污染物提供了一種新的思路。https://doi.org/10.1016/j.surfin.2024.104192
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
