在 “双碳” 目标与环保升级的双重驱动下，工业废水的无害化处理与资源化利用成为行业痛点。北京建筑大学等科研团队近期取得突破性进展 —— 利用祥鹄 XH-100B 微波合成仪，以不锈钢酸洗废水为原料高效制备高价值准金属有机框架材料（Q350-MIL-100 (Fe)），该材料在污染物降解领域表现出卓越性能，为工业废水资源化提供了全新解决方案。相关研究成果已发表于《Nano Research》（2025, 18, 94907382）。

论文标题：Mining iron from stainless steel pickling wastewater to produce quasi-MIL-100 (Fe) for boosted photocatalytic peroxymonosulfate activation（从不锈钢酸洗废水中提取铁制备准 MIL-100 (Fe) 以增强光催化过一硫酸盐活化性能）

发表期刊：Nano Research（2025年，第18 卷，文章编号 94907382）

DOI 链接：https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907382

通讯作者：Chong-ChenWang

作者单位：北京建筑大学

相较于传统水热合成需 24 小时、能耗 19.2 kW?h，祥鹄微波合成技术仅需 1.5 小时、能耗 1.125 kWh，能量消耗降低 94.14%；同时省去商业金属盐原料成本，综合成本较传统方法节省 88.98%。该过程不仅高效回收废水中的重金属资源，还实现了废水无害化处理，完美契合 “减量化、再利用、资源化” 的 3Rs 原则。

通过 350℃可控热解，MIL-100 (Fe) 转化为具有缺陷结构的准 MOF 材料（Q350-MIL-100 (Fe)）。该材料保留了 MOF 的高比表面积特性，同时形成分级多孔结构（平均孔径 2.39 nm）、丰富氧空位及暴露的 Fe 活性位点，且能带隙窄化至 2.15 eV（低于原始 MIL-100 (Fe) 的 2.73 eV），显著提升光生载流子传输效率。

在紫外光辅助下，Q350-MIL-100 (Fe) 激活过一硫酸盐（PMS）产生?OH、SO??、O??、1O?等多种活性氧物种，对莠去津（ATZ）等难降解有机污染物表现出超强降解能力：10 分钟内实现 ATZ 完全降解，降解速率常数达 0.5153 min?1，是原始 MIL-100 (Fe) 的 41.56 倍，且对双酚 A、双氯芬酸钠等多种污染物均有高效去除效果。

Q350-MIL-100 (Fe) 展现出优异的实际应用潜力：在 pH 3.5-9.5 的宽范围环境中保持高效催化性能，经五次循环使用后降解效率仍接近 100%，Fe 溶出浓度仅 1.06 mg?L?1，低于国家污水排放标准（2.0 mg?L?1）。

科研团队进一步构建 Q350-MIL-100 (Fe)/ 石墨毡（GF）固定化催化剂反应器，实现连续 96 小时稳定降解 ATZ，效率维持在 97% 以上，单位质量催化剂降解 ATZ 量不低于 144.0 mg?g?1；在自然太阳光照射下，该体系仍能在 10 分钟内完全降解 ATZ，且降解产物毒性显著降低，对湖泊细菌及狗尾草、牛筋草等植物生长无抑制作用，生态安全性良好。