南昌航空大学邹建平团队Chem. Eng. J:冠醚基共价有机聚合物 N-O 协同配位增强 Pd (II) 捕获与回收

从二次资源中高效回收钯（Pd）对推动可持续发展意义重大，既能促进循环经济、减少资源浪费，又能缓解重金属不当处置带来的环境污染与健康危害。南昌航空大学邹建平团队设计了以冠醚为骨架的共价有机聚合物（COPs）——B18C6-Py 和 B18C6-Bpy，通过引入冠醚、吡啶及酰腙键等功能位点，实现废水体系中 Pd (II) 的选择性回收且无二次污染。在 pH=1 的酸性条件下，B18C6-Py 和 B18C6-Bpy 对 Pd (II) 的最大吸附容量分别达 355.72 mg g⁻¹ 和 658.10 mg g⁻¹，对 17 种共存金属离子展现出更优选择性。FT-IR、XPS 及 DFT 计算证实，COPs 在酸性水溶液中对 Pd (II) 的优异吸附性能源于冠醚、吡啶基团及酰腙键中 N、O 原子的协同配位作用。该工作将冠醚基团整合到酰腙键连接的 COP 框架中用于钯离子回收，为废水高效回收钯资源提供了新型材料。

方案 1. B18C6-Py 与 B18C6-Bpy 的合成流程及 B18C6-Bpy 与 Pd (II) 的配位模型示意图。

图 1. (a) Py-Hz、Bpy-Hz、B18C6、B18C6-Py 及 B18C6-Bpy 的 FT-IR 光谱；(b)(c) 分别为 B18C6-Py 和 B18C6-Bpy 的固态 CP-MAS ¹³C NMR 光谱；(d) 两者的 XRD 光谱；(e)(f) 为 B18C6-Py 的 SEM 图像（比例尺分别为 500 nm 和 200 nm）；(g)(h) 为 B18C6-Bpy 的 SEM 图像（比例尺分别为 500 nm 和 200 nm）。

图 2. (a)(b) 分别为 B18C6-Py 和 B18C6-Bpy 的吸附动力学曲线及伪一级、伪二级模型拟合结果；(c)(d) 分别为两者吸附 Pd (II) 的颗粒内扩散模型拟合曲线（条件：pH=1；转速 200 rpm；吸附剂用量 0.2 g L⁻¹；Pd (II) 初始浓度 50 mg L⁻¹；温度 25℃）。

图 3. (a)(b) 分别为 B18C6-Py 和 B18C6-Bpy 的吸附等温线及 Langmuir、Freundlich 模型拟合结果（条件：pH=1；转速 200 rpm；吸附剂用量 0.2 g L⁻¹；Pd (II) 初始浓度 25-300 mg L⁻¹；温度 25℃）；(c) 两者对 Pd (II) 的吸附选择性（条件：pH=1；转速 200 rpm；吸附剂用量 0.2 g L⁻¹；Pd (II) 与其他金属离子初始浓度均为 10 mg L⁻¹；温度 25℃）；(d) 两者的循环使用性能（条件：pH=1；转速 200 rpm；吸附剂用量 0.2 g L⁻¹；Pd (II) 初始浓度 50 mg L⁻¹；温度 25℃）；(e) 不同吸附剂对 Pd (II) 的吸附容量对比。

图 4. (a) B18C6-Bpy 吸附 Pd (II) 后的 XPS 全谱；(b) 吸附后 Pd 3d 的高分辨 XPS 光谱；(c)(d) 分别为 B18C6-Bpy 吸附 Pd (II) 前后的 N 1s 高分辨光谱；(e)(f) 分别为 B18C6-Bpy 吸附 Pd (II) 前后的 O 1s 高分辨光谱。

图 5. (a)(b) 分别为 B18C6-Py 和 B18C6-Bpy 电子密度表面的静电势（ESP）分布；(c)-(e) 为 B18C6-Py 与 [Pd (H₂O)₄]²⁺在冠醚、吡啶基团、酰腙键位点的相互作用结构优化结果；(f)-(h) 为 B18C6-Bpy 与 [Pd (H₂O)₄]²⁺在冠醚、联吡啶基团、酰腙键位点的相互作用结构优化结果（灰色为 C；白色为 H；蓝色为 N；红色为 O；藏青色为 Pd；距离单位为 Å）。

Title: Enhanced Pd(II) capture and recycling through synergistic N–O coordination in crown ether-based covalent organic polymers

Authors: Yimin Guo, Cailing Ni*, Yuqing Lei, Chao Liu, Yumei Luo, Hewei Yan, Yuancheng Qin*, Jianping Zou*

To be cited as: Chem. Eng. J.2026, 528, 172689

DOI: 10.1016/j.cej.2026.172689