金属离子污染造成了严重的环境问题，这对于全球水生态系统和人类带来了巨大的压力。这里，利用集成膜通过光催化协同光热系统，用于去除和再利用水溶液中的Ag+离子。沸石基咪唑盐框架-67（ZIF-67）晶体结构稳定且均匀地生长在氧化石墨烯（GO）膜上。在ZIF-67/GO膜中，ZIF-67晶体上Ag+离子的吸附和光还原作用导致了Ag纳米粒子沉积在膜表面，有助于可见光的捕获，抑制了电子空穴对重组，并促进了光热效应。同时，GO基底上的高光热转换效率实现了水蒸发浓缩Ag+溶液，抑制了光诱导电荷的分离。ZIF-67/GO膜的光催化协同光热路径为未来实际应用中金属离子的回收利用提供了新的思路。
 
 
Figure 1. 制备ZIF-67/GO膜的原理示意图。
 

Figure 2. （a）GO膜、（b）Ag+/GO膜和（c）ZG-5-2膜表面的SEM图，和（d）C、N、O和Co元素分布，（e-g）Ag+/ZG-5-2膜的TEM图，SEM图和元素分布，（h）Ag+/ZG-5-2膜的SEM图和（i）元素分布。
 
 
Figure 3. 样品的XRD图比较。
 

Figure 4.所制备样品的（a红外光谱和（b）拉曼光谱。

 

Figure 5. （a）不同时间太阳光照射下，在硝酸银溶液和水溶液中GO和ZG-5-2膜的红外热像图，（b）不同样品在开关五个周期期间的温度演变曲线，（c）不同样品分别在硝酸银溶液和水溶液中的蒸发速率和太阳蒸汽效率。

 
 
Figure 6. ZG-X-2膜含不同Co(NO3)2·6H2O浓度时，其相应的（a）Ag+光还原过程，（b）温度演变，（c）水重量衰减曲线，ZG-5-Y膜含2-MIM/Co(NO3)2·6H2O不同摩尔比时，相应的（d）Ag+光还原过程，（e）温度演变，（f）水重量衰减曲线。
 
      相关研究工作由上海师范大学Yuning Huo联合Hexing Li课题组于2020年发表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文：Removal and reutilization of metal ions on ZIF-67/GO membrane via synergistic photocatalytic-photothermal route。

转自《石墨烯杂志》公众号：