近日，我校化学与化工学院张树鹏教授团队2021级本科生、校级重点毕业设计入选者康嘉伟作为第一作者在SCI期刊《Environmental Science：Nano》发表了题为“Multi-competitor directed defect engineering in UiO-66: Achieving hierarchical porosity and unsaturated sites for high-efficiency fluoroquinolone remediation”（DOI：10.1039/D5EN00418G）的研究论文，论文指导教师及通讯作者为张树鹏教授和范扬讲师。
在建设“绿水青山”生态文明的政策驱动下，水体中残留的抗生素类新污染物氟喹诺酮（如左氧氟沙星LVX）因其生态毒性、难降解特性及诱导耐药菌的环境风险等问题，愈发凸显为水污染治理领域的关键痛点。水体中残留的抗生素类新污染物氟喹诺酮（如左氧氟沙星LVX）因其毒性、难降解性及诱导耐药菌风险，成为全球水污染治理的痛点。传统吸附材料普遍存在孔径受限、吸附容量低、抗干扰性差等瓶颈。金属有机骨架（MOF）是由金属离子或团簇和有机配体通过自组装形成的多孔晶体材料，由于其超高的表面积、可调节的孔隙和易于功能化等特点，在吸附应用中具有特殊的优势，然而，传统的MOF受限于短链配体的长度与刚性拓扑结构，普遍存在孔尺寸偏小（<10Å）或孔窗狭窄的缺陷，严重制约大分子物质的传质效率。因此，有必要开发一种简单、便捷的可以充分释放出MOF应用潜力的缺陷制造方法。
UiO-66作为缺陷工程的载体表现出优异的潜力，一锅法由于其简单，易于操作，对产品性能表现出高度可调性而成为合成MOF的经典方法。传统的UiO-66合成依赖于金属-配体-溶剂体系，一锅法具有大量合成参数可以作为变量，现有的研究多聚焦有限的变量，缺乏系统性的深入研究，尤其是对于实验研究性质的文献。本研究贯彻了合成-结构-性能三个方面，系统探索了多个UiO-66合成参数对缺陷结构的影响，包括竞争物种之间的协同效应、金属竞争物种的意义和温度效应。
研究表明，配体/溶剂竞争物种的引入可以调节粒径，改善纳米粒子的聚集问题，FT-IR分析表明这类竞争物种可以调控Zr离子与对苯二甲酸配体的配位模式，使之更倾向于典型的桥式配位模式，这种现象可以归因于这类竞争物种一定程度上促进了单体氯化锆的水解（成核过程）或抑制了低聚Zr-O化合物缩合成簇（晶体的生长过程），而金属竞争物种的引入则主要起到对框架的调节作用，决定了簇缺失型缺陷的形成，三元竞争体系的各物种间协同促进了微孔-介孔的分级多孔结构的形成。对于金属竞争物种的意义，我们通过实验结果以及定性的讨论，发现适度的差异性利于对吸附有利的缺陷的形成。同时我们验证了温度对于缺陷结构的影响，通过XRD和TGA对不同类型的缺陷进行定量分析，表明低温条件下利于更丰富的簇缺失型缺陷，而高温则倾向于配体缺失型缺陷。
优秀的科研成果离不开学生的刻苦钻研，也离不开老师的悉心指导。康嘉伟同学从大二开始便主动联系导师，加入张树鹏教授的科研团队。在老师和课题组实验室师兄师姐的耐心帮助下，他从科研新手逐步成长为能够独立开展研究的科研工作者，掌握了查阅文献、设计实验、开展实验、分析数据、绘制图表、获得结论以及撰写论文等重要技能。他将课余时间全部投入到科研中，利用课余和假期时间积极进行实验研究，并定期向老师汇报和讨论实验进展。康嘉伟同学主持国家级大学生创新训练计划项目科研训练项目，项目期并以共一作者在间作为共同一作SCI期刊Seperation and Purification Technology发表综述一篇（Recent progress on the application of MOFs and their derivatives in adsorbing emerging contaminants，发表在Seperation and Purification Technology上（DOI：10.1016/j.seppur.2024.127955））。在毕业设计期间，再次获批学校重点毕业设计立项，通过专家评审，获得南京理工大学优秀毕业设计。张树鹏教授课题组注重培养学生的科研思维，鼓励学生大胆尝试，为本科生提供了优质的科研平台和充足的经费支持。
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