武汉轻工大学柴波在《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》发表纳米纤维素气凝胶重金属去除研究成果

铅（Pb²⁺）等重金属污染具有高毒性、难降解和易生物富集等特点，是水环境治理中的突出难题。传统处理技术往往存在效率受限、成本较高或易产生二次污染等问题，因此亟需开发兼具高效、可再生、易回收与可工程化应用的新型吸附材料。

依托湖北省农业废弃物资源利用重点实验室在生物质高值化利用与纤维素基功能材料方面的研究基础，武汉轻工大学化学与环境工程学院柴波团队以“纳米纤维素”为可再生骨架材料，构筑了金属有机框架（MOF）UiO-66-SO₃H改性纳米纤维素气凝胶复合吸附剂。该复合气凝胶通过交联-冷冻干燥等简便方法制备，具备轻质与分级多孔结构优势，有利于污染物快速传质与材料回收。

研究表明，优化配比得到的样品（MCA-0.2）在30 ℃下对Pb²⁺的最大吸附容量可达354.88 mg/g，并在60 min内达到吸附平衡；材料经6次再生循环后仍能保持87.6% 的吸附性能，体现出良好的稳定性与可重复使用性。进一步的固定床柱实验显示，该材料在动态连续处理条件下具备工程应用潜力，可用于真实废水处理场景验证。

机理研究显示，Pb²⁺的去除主要来源于UiO-66-SO₃H中–SO₃H位点与Pb²⁺之间的离子交换与内配位作用，同时纳米纤维素骨架上的–COOH等基团参与配位，并伴随静电作用协同增强吸附。该工作将“可再生纳米纤维素平台”与“高亲和功能化MOF”有效耦合，为农业废弃物资源化衍生的纤维素/纳米纤维素材料在水环境治理领域的高值应用提供了新思路与新路径。

相关研究成果以“Engineering a UiO-66-SO₃H nanocellulose aerogel composite for superior Pb²⁺ capture: Performance and mechanism”为题发表在《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》上。其中Xiaoli Chen、Bo Chai为通讯作者；作者单位包括武汉轻工大学化学与环境工程学院与湖北省农业废弃物资源利用重点实验室。论文DOI：10.1016/j.colsurfa.2025.138650。