近期，我院实验中心实验师李文文在中科院二区Top期刊《Chemosphere》发表题为“Recyclable magnetic Fe₃O₄@C for Methylene blue removal under microwave-induced reaction system”的研究论文，赵广超教授为通讯作者。 《Chemosphere》 期刊2021年影响因子IF=7.086。该论文工作在赵广超教授和杨世勇教授课题组协同帮助下完成。同时，2018级本科生刘静和2020级本科生程龙分别参与该论文的验证实验和绘图等工作。

目前，染料和色素广泛被使用在纺织、造纸、皮革、制药和涂料等行业。天然色素远远不及市场所需，因此大量的人工合成染料被广泛生产和使用。排放到水体环境中的人工合成有机染料难以分离，形成水体有机污染。难降解的有机染料具有致突变和致癌风险，而降低有机污染以及实现其回收再利用的研究与应用十分迫切。微波诱导反应系统（MIRS）是一种高效且多功能化学过程，如微波合成、微波诱导催化氧化、微波消化和微波降解。

本研究采用两步法微波合成多功能复合磁性碳微球Fe₃O₄@C。通过SEM、XPS、XRD、VSM等技术表征的Fe₃O₄@C具备微米级超顺磁性且多孔的异质性界面，对典型的模式染料亚甲基蓝有高效的吸附性能。在优化条件下，Fe₃O₄@C吸附亚甲基蓝的容量达到305.0 mg g^-1。不仅仅如此，高度富集有机物的Fe₃O₄@C在微波辐射下形成“hot spot”，深度催化有机染料实现其矿化降解。实验证明，相比于热解和酸脱附再生法，微波再生不仅低能耗、无二次污染、还具有高的稳定性，可以循环再生16次以上。循环再生后的regenerated-Fe₃O₄@C电镜结构表征推断，吸附的有机染料亚甲基蓝可被降解为高聚合碳并与原碳微球融合形成更大的复合碳微球或者聚合为单独碳微球。本研究巧妙设计了微波合成-高效吸附（富集）-磁回收-微波再生的循环体系，实现了Fe₃O₄@C再生和有机染料的无害化，为有毒有害有机污染物的处置提供了新的科学思路。

该研究得到了国家自然科学基金（20975001）和安徽省教育厅高校自然科学研究重点项目（KJ2021A0115）的支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.136821