2025年中国分析测试科学奖二等奖:基于金属有机框架功能材料的污染物检测及去除技术研究
时间:2025-12-12      来源:

完成单位:北京建筑大学、北京市科学技术研究院分析测试研究所(北京市理化分析测试中心)、东华大学、太原科技大学

完成人:王崇臣刘艳衣晓虹张璐刘艳彪王建凤赵旭东王鹏楚弘宇王飞

成果简介:本项目围绕金属有机框架(MOFs)材料的环境应用展开系统研究,内容涵盖MOFs的规模化制备与低碳循环分离新工艺、基于连续流装置的污染物快速检测、高效去除技术研发,以及污染物毒性的多维度精准评估,构建了集低成本规模化合成、环境分析与水污染控制于一体的MOFs技术体系。项目团队围绕上述研究方向累计发表SCI论文90余篇,其中10篇代表性论文发表于Nature CommunicationsEnvironmental Science & TechnologyCoordination Chemistry ReviewsApplied Catalysis B: Environmental等中科院一区期刊。相关论文中共有25篇入选ESI高被引论文,总引用次数超过6100次。项目核心技术已获国家授权发明专利5项、实用新型专利1项,部分成果已实现技术转化并成功应用于实际水处理工程,累计创造直接经济效益157.1万元。

创新点及科学价值:本成果聚焦MOFs材料在水处理领域中的应用,系统构建了涵盖材料制备、应用技术与生态安全评价的全链条创新体系。在材料制备方面,创新提出电化学沉积-膜耦合技术,实现了MOFs材料的千克级连续化生产;同时开发了“以废制材”的绿色合成路径,显著降低材料制备成本与环境影响。在应用技术方面,研制出多种高灵敏荧光MOFs传感材料,实现了对水体中重金属及新兴污染物的快速、可视化检测;通过官能团精准调控,开发出兼具优异吸附容量与催化活性的MOFs材料,构建了吸附-催化降解一体化的污染物去除技术。在安全评价方面,建立了从理论模拟到实际生物实验的全流程毒性评估体系,攻克了MOFs在环境应用中生态风险难以预测与控制的难题,为技术安全应用提供了关键支撑。

社会经济效益:项目团队所持有的多项核心专利已实现技术转让,取得了显著的经济效益。相关技术已在多个实际污水处理场景中落地应用,形成了良好的示范效应,展现出突出的产业化价值和广阔的市场潜力。

应用前景:本成果所构建的MOFs材料合成―污染物检测―高效去除―生态评价”一体化技术体系,具备绿色、高效与低成本等优势,在工业废水处理、饮用水净化、环境监测及资源回收等领域具有广泛的应用前景。随着国家对环境污染治理与资源循环利用要求的不断提升,该技术有望在化工、制药、医疗、农业等行业实现规模化推广,为推动绿色低碳发展与生态文明建设提供重要的技术支撑。

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