DOI: 10.1016/j.cej.2023.142751

磷酸盐的检测和去除是预测和缓解水生生态系统富营养化的有利手段。在本研究中，通过简单的水热反应成功合成了一种发光棒状铽基金属有机框架（MOFs），以方便高效地检测和吸附磷酸盐。具体而言，基于Tb的MOFs（Tb-BTC）通过荧光猝灭机制对磷酸盐表现出高选择性传感，猝灭常数值（Ksv）为1.18×104 M^-1，检测下限（LOD）为2.97μM。同时，根据Langmuir等温线模型和拟二阶动力学模型，Tb-BTC对磷酸盐也具有优异的吸附能力，在30分钟的平衡时间内，其最大吸附量达到222.2mg/g。更显著的是，Tb-BTC纳米颗粒可以稳定地整合到聚丙烯腈（PAN）纳米纤维中，通过静电纺丝构建出分层混合纳米纤维膜（PAN/Tb），进一步提高其可操作性和可回收性。所获得的定制膜保持了对磷酸盐的选择性检测，视觉LOD为3×10^-4 M，以及对磷酸盐的良好捕获，最大吸附量为111.3mg/g。因此，本研究为检测和去除磷酸盐提供了前瞻性的候选方案，在一定程度上为预测和减轻水体富营养化做出了贡献。

图1.（A）Tb-BTC及其悬浮液在254nm紫外激发下的发光照片。（B）Tb-BTC悬浮液的激发和发射光谱。

图2.（A）不同磷酸盐（KH₂PO₄）浓度下Tb-BTC的发光光谱。（B）磷酸盐淬火Tb-BTC的Stern-Volmer图。

图3.分散在各种离子溶液中的Tb-BTC在544nm处的发射光谱（A）和相对荧光强度（B）。含有各种离子的Tb-BTC悬浮液在254nm紫外光照射下的照片。

图4.（A）初始浓度对Tb-BTC吸附磷酸盐的影响。磷酸盐的吸附等温线取决于Langmuir方程（B）和Freundlich方程（C）。

图5.（A）接触时间对Tb-BTC吸附磷酸盐的影响。吸附过程的拟二阶动力学模型（B）和拟一阶动力学模型（C）。

图6.Tb-BTC在（Tb-BTC/P）磷酸盐吸附前后的FT-IR光谱和XRD图谱。

图7.磷酸盐吸附前（绿线）和吸附后（黄线）Tb-BTC的XPS分析。（A）全扫描XPS光谱、（B）P2p、（C）Tb3d和（D）O1s。

图8.磷酸盐的荧光检测和吸附机理。

图9.具有不同量Tb-BTC纳米颗粒的PAN纳米纤维膜的SEM图像（A-E）以及在254nm紫外光照射下的荧光照片（F）。（A）PAN，（B）PAN/TB-5（5wt%），（C）PAN/TB-10（10wt%），（D）PAN/TB-30（30wt%）和（E）PAN/TB-50（50wt%）。

图10.（A）初始浓度对PAN/TB-50吸附磷酸盐的影响。磷酸盐的吸附等温线取决于Langmuir方程（B）和Freundlich方程（C）。

图11.（A）接触时间对PAN/Tb-50吸附磷酸盐的影响。吸附过程的拟一阶动力学模型（B）和拟二阶动力学模型（C）。

图12.磷酸盐吸附后PAN/TB-50（PAN/TB-50/P）的EDS映射。