西安交大科研人员构建金属笼交联超分子网络实现高效水净化

当前，物理吸附、生物降解、光催化等技术被广泛用于水处理，其中光催化因低成本、高效矿化污染物等优势备受关注。然而，传统金属或碳基光催化剂存在可见光吸收能力弱、加工性差等问题，且难以平衡稳定性与可回收性。

针对这一问题，西安交通大学材料学院张明明教授课题组利用金属笼（由金属配位键构建的三维结构）与丙烯酸酯单体，通过紫外光诱导共聚，成功制备出自支撑超分子网络材料。该技术以温和条件（无需高温、催化剂或强酸碱性环境）实现金属笼结构的完整保留，解决了传统聚合破坏配位键的难题。材料中金属笼的高密度空腔可负载并敏化底物，显著提升单线态氧（¹O₂）生成效率，从而增强光催化与抗菌性能。实验表明，该材料在可见光下可快速降解有机染料，周转效率远超传统催化剂。同时，其光动力效应能高效杀灭水中细菌，净化后的水体成功支持植物健康生长，验证了技术安全性与生态兼容性。

近日，该研究成果发表在国际权威期刊《自然通讯》（Nature communications）上。论文第一作者为西安交通大学材料学院博士生李蓉蓉及西北大学材料学院硕士生张海欣，通讯作者为西安交通大学材料学院张明明教授，西北大学材料学院高玲燕副教授与西安交通大学第一附属医院消化内科初大可教授。西安交通大学金属材料强度国家重点实验室是论文第一通讯单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金、陕西省科技创新团队以及西安交通大学博士生交叉培养支持项目（IDT2105）等项目的资助。论文的表征及测试得到了西安交通大学分析测试共享中心、材料学院和化学学院分析测试中心的支持。

文章链接： https://www.nature.com/articles/s41467-025-57822-6

张明明教授个人主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/mingming.zhang