建设生态文明，推动绿色低碳发展，就要不断满足人民群众日益增长的优美生态环境需要。地处亚热带季风气候区的广西，常年的高湿环境容易促使挥发性有机物参与大气光化学反应，从而导致复合型大气污染。为了加强生态环境保护、打好污染防治攻坚战，广西科技工作者进行了系统性攻关，在“高湿挥发性有机物吸附分离及过程强化”研究方面取得了突破,为广西高湿环境下挥发性有机物的低能耗高效处理提供了有效的解决方案。
什么是挥发性有机物？这其中，我们最熟悉的，当属甲醛。有实测数据表明，一般正常装修的情况下，室内甲醛的释放期会持续3至15年。甲醛超标严重时，还可能引发多种疾病。
甲醛是典型的挥发性有机污染物，是我们日常生活中最容易接触到，并会损伤人体健康的有机污染物之一。挥发性有机物，不仅仅只有甲醛。世界卫生组织将挥发性有机物定义为熔点低于室温而沸点在50至260℃之间的具有一定挥发性的有机化合物的总称。通常分为非甲烷碳氢化合物、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。
挥发性有机物参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影响。大多数挥发性有机物具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯以及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。挥发性有机物也是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物，它们主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程。
挥发性有机污染物来源非常广泛，在动物排泄物、工厂排放废气以及各类交通工具产生尾气中都含有挥发性有机污染物，其中工业排放废气是挥发性有机污染物中最主要的来源。
挥发性有机物目前是我国大气的主要污染物之一。虽然广西的挥发性有机物污染并不严重，但是在广西的高湿环境下，空气中的水分子具有很强的竞争吸附能力，致使吸附材料对挥发性有机物的吸附性能急剧下降、脱附能耗增高。这也是现阶段广西利用吸附技术实现高湿挥发性有机物深度净化的难点和挑战所在。
赵祯霞长期从事能源学科和环境工程学科的教学、科研工作，目前主要开展金属有机骨架和炭材料等多孔材料的微纳米设计及其在环境和能源方向的基础研究，其组建的“碳中和目标下高湿挥发性有机物污染协同防治”研究团队，针对广西高湿挥发性有机物末端处理低效和高能的瓶颈，开创性地提出了“吸附强化-膜扩散”协同机制，引领了国际高湿挥发性有机物吸附领域的学术发展，为广西高湿环境下挥发性有机物的低能耗高效处理提供了有效的解决方案。
从材料入手，在金属有机骨架化合物上想办法，这种超低密度多孔材料，具有高孔隙率，但其化学稳定性欠佳，我们在孔内做憎水修饰以及膜的定向生长和导热网络的构筑。这些策略将显著提升金属有机骨架化合物在高湿下的化合稳定性和对挥发性有机污染物的吸附选择性、吸、脱附速率，并降低其再生能耗。
金属有机骨架化合物是由无机金属离子或金属簇与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料，也称配位聚合物。它具有无机材料的刚性和有机材料的柔性特征，是吸附法处理挥发性有机化合物的主要材料。
团队创新性地通过孔内限域策略在金属有机骨架化合物孔内构筑疏水屏障，显著提升挥发性有机化合物吸附容量，同时使金属有机骨架化合物的憎水性和对挥发性有机化合物的吸附作用力成倍提升。团队连续多年保持着吸附剂在超低压下对苯系挥发性有机化合物吸附容量的世界纪录。
提升了高湿环境下吸附材料对挥发性有机污染物的捕获能力，接下来，如何连续、高效和低能耗回收挥发性有机污染物则是团队需要解决的另一个难题。对此，课题组将吸附材料制备成膜，通过将“吸附-膜筛分”耦合，提高了气体净化效率且降低了过程能耗，有效实现了对挥发性有机污染物吸附过程的连续化。
在金属有机骨架化合物材料表面修饰方面，课题组还掌握了纳米级别的可精准调控技术，制备了世界上最薄和高质量的金属有机骨架化合物晶膜层MOF-5和ZIF-8；并在金属有机骨架化合物纳米笼3-4纳米中成功植入了高分散的碳量子点功能基元，实现了全球首次拍摄到碳量子点在金属有机骨架化合物中的高分散态原子结构。
金属有机骨架具有超级大的孔材料结构，每克材料都相当于一个标准球场甚至更大，这样的比表面积的特性，可以实现对大气当中的一些小分子快速、高容量的吸附效果。就类似于我们小时候玩的乐高玩具，材料的基团不同，就会组合成这样的具骨架结构的多孔材料，可以精准的调控它的孔径尺寸，以及材料的表面性质 ，提高对挥发性有机物气体的选择性吸附。
课题组通过类似锚定技术，把金属有机骨架化合物小晶体均匀地铺散在纤维丝、无机陶瓷片、无纺布、塑料袋上，做成厚度在微米级的薄膜材料，可以夹在口罩层、放入空气净化装置、空调过滤网等场景，实时抓捕有毒有害气体。利用金属有机骨架化合物内部含有金属位点还具有催化和电信号传递功能，课题组还研制出金属有机骨架化合物测试纸用于一些挥发性有机污染物的高灵敏度检测。
由于气体处理压降大、过程能耗高，纳米粉体的金属有机骨架化合物还不能直接在工业化上使用，为此，课题组进一步研发，构筑了“高扩散网络”提高吸附材料对挥发性有机化合物的吸脱附效率。
通过原位合成和冰晶法，将金属有机骨架化合物制备成泡沫材料。既能有效保持金属有机骨架吸附材料对挥发性有机污染物的吸附容量优势，又能发挥泡沫孔道的快速扩散优势，利用材料三维连通孔结构来强化气体扩散过程，这项技术使我们处于国际领先的位置。
作为新一代高性能的多孔材料，金属有机骨架化合物的憎水性修饰和成型化研究，将有助于增强金属有机骨架化合物材料的结构稳定性和抗湿性能，进一步推进其在实际中高湿度环境下，治理各类挥发性有机物污染气体的减碳降污工业应用进程，提升吸附捕获挥发性有机物效率、降低再生能耗和延长材料循环使用寿命。
此外，课题组的研究成果还拓展至肺癌呼出气挥发性有机物检测，对甲苯的检测极限将世界纪录推进了3个数量级，研究成果可实现早期肺癌患者的无创筛查。
近年来，赵祯霞将研究成果在国际高水平刊物上发表论文85篇，组建的“碳中和目标下高湿挥发性有机化合物污染协同防治”研究团队，其成员先后承担国家基金17项，获得多个自治区级奖励、荣誉。
赵祯霞还带领团队与广西博世科环保科技有限公司、广西田园生化有限公司等广西上市企业建立起良好的产学研合作关系，为企业末端工业废气/废水的高效和深度处理提供有效的解决方案，将科研成果转化对地方产业进行技术支持。近三年来，共获授权发明专利19项，完成专利成果转化4项。