砷是一种已知的致癌物,长期暴露会引发皮肤损伤、心血管疾病、糖尿病、癌症及婴儿死亡率上升等健康问题,目前研究多聚焦于无机砷去除,对痕量或高浓度有机砷的消除关注较少。有机砷饲料添加剂(如对氨基苯胂酸,p-ASA)在畜禽养殖业中广泛应用,但约90%的有机砷未被动物吸收,会随粪便和农业废水进入环境;水溶性有机砷易通过生物降解或化学氧化转化为高毒性无机砷,进而污染土壤与地下水,并通过食物链危害人类健康。
当前,能够高效且无二次污染地去除有机砷的方法十分有限。金属有机框架(MOFs)作为吸附材料虽具潜力,但传统MOFs合成多采用耗时的水热法或溶剂热法,结晶需数小时至数天,还面临混合不均、传质效率低、合成条件难精准控制、反应优化耗时、有机溶剂消耗大且成本高的问题,难以实现商业化大规模制备。

近期,福州大学环境与安全工程学院肖高副教授团队开发了一种高通量、连续的微流控合成新策略,成功制备出具有均匀微观结构的MF-UIO-66材料,并将其用于高效去除水体中的有机砷污染物。该材料在吸附容量、循环稳定性和合成效率方面均显著优于传统水热法制备的样品,为金属有机框架材料的规模化制备与水污染控制提供了新路径。相关研究以“High-throughput continuous microfluidic magnifiable manufactured microstructured MOFs-mediated micropollutants mitigation (M7)”为题,发表于期刊《Separation and Purification Technology》。
本文要点:
1、本研究提出一种高通量、连续的微流控合成策略,可在数分钟内实现结构均匀的MF-UIO-66的快速、可扩展制备。
2、该材料对p-ASA表现出优异的吸附能力(333.3 mg/g),且在四次循环使用后仍保持89.2%的吸附效率,无有害副产物生成。
3、与传统水热法合成的UIO-66相比,MF-UIO-66具有更快的吸附动力学、更高的化学稳定性和更优的再生性能。
4、该微流控制备方法为高效、低成本、规模化生产MOFs材料提供了可行路径,在有机砷污染治理方面具有广阔应用前景。



图1: MF-UIO-66的合成与表征。

图2: MF-UIO-66的结构与吸附机理

图3: MF-UIO-66的吸附性能与可持续性分析

图4: 吸附动力学和吸附等温线
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.131931
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