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  跟着全球工业化进程加快，工业废水中的有机染料污染物对环境和公共健康构成严重威胁。这类污染物不只难降解，还具有致癌、致畸等毒性。当时多孔吸附资料（如共价有机结构COF）虽具高安稳性及可调孔隙，但其微孔结构易被阻塞，且粉末形状难收回运用。更要害的是，现有资料无法在去除污染物的一起完成实时原位监测，限制了水处理技能的精准管控。

  近来，江苏师范大学董晓臣教授、渠陆陆副教授、赵爽副教授团队在《Advanced Functional Materials》宣布研讨，成功开恶意一种阴离子COF基气凝胶（CCGA）。该资料经过分级多孔结构整合大孔石墨烯支架与微-介孔COF通道，兼具选择性吸附、超活络外表增强拉曼散射（SERS）检测和可见光驱动自再生功用。其对阳离子染料的去除率超92%，SERS检测限低至1.65×10⁻⁵ mg/mL（罗丹明B），并可循环运用9次以上，为杂乱水体污染物管理供给了全新解决方案。

  图1. A) 传统气凝胶在有机污染物去除中的缺点；B) CCGA气凝胶选择性吸附、SERS检测及光催化降解水中带正电荷有机污染物的示意图

  研讨团队以g-C₃N₄/复原氧化石墨烯（RGO）异质结为模板，原位成长阴离子COF（含-SO₃⁻基团），再静电拼装金纳米颗粒（Au NPs，16.3±0.1 nm），终究经冷冻干燥构成三维气凝胶（图2A-C）。电镜显现COF均匀覆盖于石墨烯骨架，构成互通大孔通道（图2G-H），元素映射证明C、N、O、S、Na、Au均匀分布（图2I）。XRD与氮吸附测验提醒COF层距离为1.24 nm（图2J-L），与理论值符合。气凝胶密度极低——183 mg的CCGA体积远超平等质量COF粉末（图2C）。

  CCGA的负电外表经过静电效果特异性捕获阳离子染料（如罗丹明B、孔雀石绿），对阴离子染料（甲基橙、曙红Y）则无吸附（图3A-D）。Zeta电位证明COF的-SO₃⁻基团赋予资料强负电性（-28.71 mV），而g-C₃N₄/RGO进一步强化电荷与π-π堆叠协同效果（图S19）。SERS功用测验标明，CCGA对罗丹明B的检测限达1.65×10⁻⁵ mg/mL（图3E-G），孔雀石绿低至2.27×10⁻⁶ mg/mL（图3H-J）。电磁场模仿显现Au NPs间构成高密度“热门”（图3K-M），大幅度的进步拉曼信号。

  在RhB/甲基橙混合液中，CCGA仅吸附阳离子RhB，溶液色彩由橙红变为黄色（图4A-B）。SERS与紫外光谱证明溶液仅剩甲基橙信号（图4C-F）。密度泛函理论核算显现，CCGA与阳离子染料的结合能显着低于阴离子染料（图4G-J），IRI剖析进一步提醒其经过静电引力与范德华力安稳结合阳离子污染物（图4G₁-J₁）。光催化再生试验标明，g-C₃N₄/RGO异质结将资料带隙从3.02 eV（g-C₃N₄）降至1.63 eV（图5D-E），促进可见光生成活性氧自由基降解污染物。阅历9次“吸附-降解”循环后，去除率仍坚持72%以上（图6B-E），Au NPs无掉落（图S24）。

  图4. A) 阴离子CCGA气凝胶选择性吸附机制；B) 从RhB/MO混合液中选择性吸附RhB的实物图（a: 高浓度混合液, b: 低浓度RhB+高浓度MO）；C) CCGA和E) CCA选择性吸附RhB/MO混合液后的SERS光谱及残留溶液光谱；D,F) 对应的紫外-可见光谱；G-J₁) CCGA与染料的相互效果区域指示（IRI）剖析

  图6. A) CCGA循环检测污染物示意图；B) CCGA对RhB的9次循环吸附功率；C) CCGA循环检测RhB的SERS光谱；D) 9次循环中621 cm⁻¹峰强度；E) RhB溶液在初始状况及9次循环后的实物图；F-J) CCGA对阳离子/阴离子污染物的SERS检测比照

  团队构建了便携式过滤设备（图7A）：CCGA装入注射器驱动滤器后，可快速净化染料废水（图7B）。在实在化工废水样本中，CCGA对加标的RhB和孔雀石绿收回率达86.9–114.3%，且不受阴离子搅扰（图7C-F）。该资料还对多种阳离子污染物（如联苯胺、邻苯二胺）展示普适性吸附才能（图6F-J）。

  CCGA气凝胶经过集成“靶向吸附-分子检测-太阳能再生”功用，成功架起污染物精准剖析与高效处理间的桥梁。其分级多孔规划、超高SERS活络度及循环安稳性，为下一代水修正技能供给了可扩展途径。该作业不只推进多功用资料规划开展，更杂乱水体中痕量污染物的现场监测与管理拓荒了新方向。

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