铁基MIL-88B-NH<sub>2</sub>纳米纤维素复合膜对环境水样中三唑类抗菌药物的高效吸附与去除

向荣欣; 黄金; 焦叶; 陈茂龙; 许宙; 丁利

doi:10.12452/j.fxcsxb.250315197

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铁基MIL-88B-NH₂纳米纤维素复合膜对环境水样中三唑类抗菌药物的高效吸附与去除

研究报告 | 更新时间：2025-12-03

- 铁基MIL-88B-NH₂纳米纤维素复合膜对环境水样中三唑类抗菌药物的高效吸附与去除
- Highly Efficient Adsorption and Removal of Triazole Antimicrobial Drugs in Environmental Water Samples by Iron-based MIL-88B-NH₂ Nanocellulose Composite Membranes
- 分析测试学报 2025年44卷第12期页码：2435-2448
- 作者机构：
  
  长沙理工大学食品科学与生物工程学院，湖南长沙 410114
- 作者简介：
  
  丁利，博士，研究员，研究方向：分析化学，E-mail：dingli0824@126.com
- 基金信息：
  
  国家“十四五”重点研发计划(2022YFC3002400)
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.250315197
  中图分类号： O657.3;O626.26
- 收稿：2025-03-15，
  
  修回：2025-04-23，
  
  录用：2025-05-06，
  
  网络出版：2025-10-31，
  
  纸质出版：2025-12-15
- 稿件说明：
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向荣欣,黄金,焦叶,陈茂龙,许宙,丁利.铁基MIL-88B-NH₂纳米纤维素复合膜对环境水样中三唑类抗菌药物的高效吸附与去除[J].分析测试学报,2025,44(12):2435-2448.

XIANG Rong-xin,HUANG Jin,JIAO Ye,CHEN Mao-long,XU Zhou,DING Li.Highly Efficient Adsorption and Removal of Triazole Antimicrobial Drugs in Environmental Water Samples by Iron-based MIL-88B-NH₂ Nanocellulose Composite Membranes[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(12):2435-2448.
向荣欣,黄金,焦叶,陈茂龙,许宙,丁利.铁基MIL-88B-NH₂纳米纤维素复合膜对环境水样中三唑类抗菌药物的高效吸附与去除[J].分析测试学报,2025,44(12):2435-2448. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.250315197.

XIANG Rong-xin,HUANG Jin,JIAO Ye,CHEN Mao-long,XU Zhou,DING Li.Highly Efficient Adsorption and Removal of Triazole Antimicrobial Drugs in Environmental Water Samples by Iron-based MIL-88B-NH₂ Nanocellulose Composite Membranes[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(12):2435-2448. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.250315197.

摘要

通过真空辅助过滤法，创新性构建了铁基金属有机框架（Fe-MIL-88B-NH

）和2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化的纤维素纳米晶体（TOCN）复合膜（Fe-MIL-88B-NH

@TOCN@PVP）吸附材料。利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和Ｘ-射线衍射等手段对Fe-MOF和Fe-MOF复合膜的形貌和结构等进行表征。实验表明，在pH 7.0、振荡速度300 r/min条件下，该复合膜对三唑类药物的最大吸附量为66.53 mg·g

-1

，30 min内的去除效率达到90%以上。红外表征和模拟计算数据分析表明，复合膜对三唑类抗菌药物的主要吸附机理为化学吸附（静电相互作用、π-π相互作用和氢键相互作用）。复合膜经10次循环再生后，仍然具有良好的可重复使用性，去除率超过80%。该研究为开发水处理MOF复合膜材料提供了新策略，在有机污染物深度净化领域展现出重要应用潜力。

Abstract

Triazole-based antimicrobial agents，as emerging contaminants，pose a significant threat to aquatic ecological safety. In this study，an innovative composite membrane adsorbent named Fe-MIL-88B-NH

@TOCN@PVP was fabricated by integrating iron-based metal-organic framework（Fe-MIL-88B-NH

） with TEMPO-oxidized cellulose nanocrystals（TOCN），using a vacuum-assisted filtration method. The morphology and structural characteristics of Fe-MOF and its composite membrane were systematically characterized by scanning e

lectron microscopy（SEM），Fourier-transform infrared spectroscopy（FT-IR），and X-ray diffraction（XRD）. Optimization experiments revealed that under conditions of pH 7.0 and a shaking speed of 300 r/min，the composite membrane achieved a maximum adsorption capacity of 66.53 mg·g

-1

for triazole compounds，with a removal efficiency exceeding 90% within 30 minutes. FT-IR analysis and computational modeling indicated that the primary adsorption mechanism involved chemisorption，including electrostatic interactions，π-π stacking，and hydrogen bonding. Even after ten regeneration cycles，the composite membrane maintained excellent reusability，with a removal efficiency consistently above 80%. This study presents a novel strategy for the development of MOF-based composite membranes for water treatment and demonstrates considerable potential for advanced purification of organic pollutants.

关键词

Keywords

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Highly Efficient Adsorption and Removal of Triazole Antimicrobial Drugs in Environmental Water Samples by Iron-based MIL-88B-NH2 Nanocellulose Composite Membranes

DOI：10.12452/j.fxcsxb.250315197

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铁基MIL-88B-NH₂纳米纤维素复合膜对环境水样中三唑类抗菌药物的高效吸附与去除

Highly Efficient Adsorption and Removal of Triazole Antimicrobial Drugs in Environmental Water Samples by Iron-based MIL-88B-NH₂ Nanocellulose Composite Membranes