近日，河南师范大学环境学院环境分析化学团队朱桂芬教授课题组在《Environmental Research》上发表了题为 “Double imprinted films based on mesoporous-HKUST-1 for superior bisphenol A removal: performance evaluation and mechanism”的研究论文。该研究围绕绿色高效吸附剂材料的设计和研发，以介孔型金属有机骨架材料作为载体，制得对双酚类污染物具有高选择性吸附性能的分子印迹聚合物新材料，为复杂环境介质中痕量新污染物的分离去除提供新策略。
引言
绿色高效吸附剂材料的研发是驱动环境中新污染物深度去除的技术关键。其中，具有选择性识别能力分子印迹聚合物材料，在复杂介质中污染物的精准捕获与高效分离领域展现出不可替代的应用潜力。然而，基于传统微孔型金属有机骨架载体的分子印迹聚合物材料，受制于载体微孔结构的空间位阻局限，仅能在载体孔径外表面形成印迹层，构建的印迹位点数量有限，导致印迹材料的吸附容量不足、且传质速率缓慢，不利于实际应用。
针对这一挑战，本研究采用软模板法，对金属有机骨架材料HKUST-1进行孔径调控，构建出具有介孔结构的HKUST-1（Me-HKUST-1），以其为载体制得在介孔孔径内、外表面形成双重印迹层的聚合物材料（Me-HKUST-1@MIP）；通过深入分析介孔型金属有机骨架-分子印迹材料的结构特征，系统考察其对双酚类污染物的吸附选择性能和实际应用效果，进一步解析Me-HKUST-1@MIP高效吸附目标污染物的分子机制。
图文导读
图1. 介孔型金属有机骨架-分子印迹材料（Me-HKUST-1@MIP）的制备
和应用
本研究以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠为软模板剂，所形成的胶束在HKUST-1晶体形成过程中原位生长，再经过后处理去除后形成连通的介孔通道，借助于介孔孔径大于参与聚合物质的分子尺寸，印迹聚合能够在载体内、外表面同步进行，成果形成双重印迹层。
研究结果表明，十二烷基硫酸钠作为软模板剂展现出最优的扩孔调控效果，所制得Me-HKUST-1的最可几孔径达24.34 nm，比表面积为558.0 m2 g-1，相应的Me-HKUST-1@MIP对双酚A的最大吸附容量达187.83 mg g-1，是微孔HKUST-1@MIP（129.28 mg g-1）的1.45倍，且60分钟内即可达到吸附平衡，显著优于传统材料的90–240分钟；在含有双酚A、双酚B、2,4-二硝基苯酚、氯霉素和磺胺嘧啶的混合体系中，Me-HKUST-1@MIP对双酚A的吸附容量最高，其选择识别能力较微孔型HKUST-1@MIP提高了2.22，并对常见酸碱条件、阴阳离子和腐殖酸类物质表现出较强的抗干扰能力；Me-HKUST-1@MIP对实际环境样品中双酚A的加标回收率达81.63%–109.74%，连续15次吸附-解吸循环使用后，吸附效率无明显下降，且其晶体结构和印迹层稳定性良好。
图2. Me-HKUST-1@MIP的选择吸附特征及抗干扰性能
进一步对吸附机制分析，结果显示，印迹聚合物材料吸附前后FT-IR图谱中C=O、C–O和C–O–C特征峰发生位移，XPS中C1s和O1s的结合能及峰面积出现变化，表明双酚A与印迹聚合层之间存在氢键作用；Raman光谱显示双酚A苯环相关信号随浓度增加而增强，说明芳香结构间还存在π–π相互作用；DFT模拟计算表明，双酚A与印迹材料之间能够通过氢键和范德华力的协同自发形成稳定复合物，二维红外图谱分析揭示了两者之间作用力依次顺序为：印迹孔腔、氢键作用、范德华力等，且印迹识别位点与多种非共价作用力的协同作用促进了印迹聚合物材料对双酚A的高效选择性吸附。
图3. Me-HKUST-1@MIP高效吸附双酚类污染物的机理解析
结论与意义
本研究通过软模板策略成功制备了介孔型金属有机骨架载体HKUST-1，并以此为支撑制得了具有双重印迹层的聚合物材料Me-HKUST-1@MIP；介孔结构载体的构建突破了传统微孔型金属有机骨架无法在内部形成印迹层的限制，实现了孔结构内、外表面双重印迹层的可控构建，显著增加了可及性印迹识别位点数量，并有效改善印迹材料的吸附性能。
研究显示，Me-HKUST-1@MIP对典型双酚类内分泌干扰物双酚A表现出优异的选择性识别能力、较高的吸附容量和较快的平衡速率、良好的可再生性循环和抗干扰能力，在实际样品中目标物的分离富集和多次循环使用中表现稳定；机理研究揭示了印迹材料与双酚类污染物之间各基团作用力的先后顺序。
该成果为以介孔型金属有机骨架载体替代传统微孔型金属有机骨架材料作为分子印迹支撑材料提供了有力证据，也为复杂环境中内分泌干扰物的高选择性识别与高效去除开辟了新思路，对推动分子印迹聚合物吸附剂材料在环境监测与污染控制中的实际应用具有重要意义。
论文链接
Runan Chen, Xinyu Zai, Kaixin Zhao, Huiyong Wang, Miao Wang, Yongli Liu, Liqing Zheng, Guifen Zhu. Double imprinted films based on mesoporous-HKUST-1 for superior bisphenol A removal: performance evaluation and mechanism. Environmental Research, 2026, 303, 124682.
DOI：https://doi.org/10.1016/j.envres.2026.124682
备注：Permissions for reuse of all Figures have been obtained from the original publisher. Copyright 2026, Elsevier B.V.
撰稿人：刘永丽