金属-有机框架材料的调控策略及其对典型重金属离子的吸附性能

金属-有机框架材料(MOFs)相较于传统吸附材料具有较大的比表面积、可调的孔隙和拓扑结构、丰富的活性官能团等优点，可作为高性能吸附剂去除水体中的重金属污染物。本文介绍了MOFs作为水处理吸附的结构特性，重点分析了基于金属节点掺杂、侧基功能化和合成后修饰的多孔性、表面活性、框架柔性、水稳定性、可扩展性、生物毒性和循环使用性MOFs的调控策略，而后介绍了MOFs在去除重金属离子方面的研究进展，详细介绍了MOFs对水中Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)等阳离子型重金属离子和Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)/As(Ⅴ)等阴离子型含氧离子的吸附性能，并阐述MOFs去除水中重金属离子的作用机理。最后，提出了提升MOFs的水稳定性与吸附性能、平衡MOFs结构特性的关系、研究MOFs在自然界的迁移与富集以及MOFs的低成本高效益的可控性制备等研究方向，以期对MOFs在高性能吸附领域提供参考。     

药物与个人护理用品在给水系统中的存在及去除研究进展

近年来药物与个人护理用品(PPCPs)在给水系统中的存在及迁移转化情况备受关注。总结了PPCPs类物质在水源水、出厂水、管网和龙头水中的存在状况以及给水处理工艺对代表性PPCPs物质的去除效率。PPCPs在水源水中的浓度多在ng/L到μg/L间,在出厂水、给水管网及龙头水中的浓度一般在ng/L的水平。常见的给水处理工艺只能部分去除水中的PPCPs,其中预氧化、消毒、活性炭吸附对PPCPs的去除效果较好,混凝沉淀、过滤、澄清不能有效去除PPCPs。考察自来水中PPCPs对人体健康的影响,开发高效可靠的PPCPs检测手段以及去除工艺是今后的研究方向。     

吸附法去除水中药品及个人护理品(PPCPs)研究进展

近几年,环境新兴污染物——药品及个人护理品(PPCPs)在全球范围内不断检出,由于其具有"伪持续性"、难生物降解性、生态毒性等特点,对环境中的生物以及人类健康存在很大威胁。介绍了PPCPs的主要危害和分布情况,重点阐述了有关碳材料、黏土矿物、生物材料、纳米材料等去除水中PPCPs的研究进展,分析了吸附机理,并对吸附法去除水中PPCPs的发展方向进行了展望。     

MOFs材料去除水中放射性核素的研究进展

综述了MOFs及MOFs复合材料在放射性核素去除方面的研究进展,并对MOFs在分离水中放射性核素的应用前景做出了展望。同时指出了MOFs材料在合成和应用过程中存在合成成本高、吸附效率较低等问题,为今后MOFs材料在去除水中放射性核素的研究提供了方向。     

金属有机骨架材料对废水中铀的吸附研究综述

归纳了近几年来金属有机骨架材料(MOFs)对水中铀的吸附效果,介绍了溶液pH值、温度、离子强度、反应时间、初始铀浓度和吸附剂用量等因素对MOFs吸附铀的影响,总结了MOFs对水中铀的吸附机理以及选择性和再生性能,并对MOFs应用于铀废水处理中的前景和发展方向做了展望。指出研究方向：开发高效、环境友好的水相合成和无溶剂合成MOFs,及开展机械化学、微波、电化学和喷雾干燥等处理方法对MOFs进行规模化合成的研究。     

金属有机骨架材料吸附去除环境污染物的进展

金属有机骨架材料(MOFs)具有超高的比表面积、较高且可调的孔隙率、结构组成多样性、开放的金属位点和化学可修饰等优点,近年来在选择性吸附领域中的应用受到人们的广泛关注。本文综述了MOFs在液相吸附去除各种环境污染物方面的应用进展,包括吸附去除水中的有机污染物、重金属离子以及吸附去除燃油中的有机含硫化合物和有机含氮化合物;讨论了不同MOFs及改性MOFs对环境污染物的吸附性能及吸附机理,指出MOFs的孔结构、开放的金属位点、静电吸附作用、π-π键合作用、氢键作用、酸碱吸附作用等是影响MOFs吸附过程的重要参数或机理,而通过对MOFs进行有目的的功能化改性可以提升MOFs对目标污染物的吸附性能;最后展望了MOFs吸附去除环境污染物今后的研究热点。     

MOFs基碳材料对水体中抗生素的吸附去除

近年来，金属有机框架(metal-organic frameworks, MOFs)所衍生的多孔碳材料得益于其优异的孔隙结构和丰富的表面官能团，对水体中的抗生素表现出优异的吸附能力。并且，MOFs基碳材料制备合成方法简单且多样。为提高该类材料的吸附性能，现今研究人员主要研究集中在MOFs前体选择、制备条件优化、微观形貌调控及表面官能团修饰等方面。文中以MOFs基碳材料含有的元素种类及含量为依据，详细列举和分析了通过不同方法制备的MOFs基碳材料，通过模型拟合深入分析其对水体中抗生素吸附过程和机理，讨论影响吸附过程的不同因素，并对制备高性能MOFs基碳材料提出了见解。     

介孔金属有机框架材料吸附水中重金属离子研究进展

介孔金属有机框架材料（介孔MOFs）相较于传统吸附剂具有孔径大、孔隙率可调、比表面积大、官能团丰富,便于功能化改性修饰等优点,可高效地吸附水体中重金属污染物。本文介绍介孔MOFs的特性、合成策略及四种合成介孔MOFs的方法,重点分析四种方法的介孔形成机理及其所面临的问题,并将四种合成方法的优劣进行了比较。详述介孔MOFs吸附去除水中重金属离子、类重金属阴离子以及放射性金属离子的研究进展;介绍了介孔MOFs在吸附去除重金属离子方面的可重复利用性;阐述介孔MOFs吸附去除水中重金属污染物的作用机理。对介孔MOFs成本高昂、合成条件苛刻、回收利用难等问题提出了优化方向,指出提高介孔MOFs的水稳定性、易回收利用、简便绿色合成技术以及痕量去除将是未来的研究方向。     

金属有机骨架材料对水中重金属的吸附性能

金属有机骨架材料(MOFs)是近些年来研究较多的一种新型多孔材料,具有超高表面积、孔径可调节等优点,被广泛应用于水中污染物的去除.对MOFs材料进行官能团修饰或与其它材料进行复合后,可提高材料的吸附性能和选择性,展现出更为优异的效果.本文综述了常见的几种MOFs材料对水中重金属的吸附性能,并为今后的研究方向提出几点展望...     

人工湿地处理PPCPs污水研究进展

医药和个人护理用品(PPCPs)具有持久、痕量和难生物降解的特点,PPCPs对婴幼儿的胚胎发育产生抑制,对生物多样性产生毒害。人工湿地处理含PPCPs的污水,具有工艺简单、费用低、出水水质稳定等优点。PPCPs在人工湿地中的迁移转化涉及吸附、植物吸收、光降解、微生物降解等复杂过程,出水中典型PPCPs的成分如萘普生、布洛芬和双氯芬酸等的去除率分别达到85%、99%和82%,可以实现高效去除。     

金属-有机骨架材料用于水中痕量药物污染物的吸附脱除

由于其结构复杂、多态性和多个电离位点等特点,水中的药物污染物很难达到完全脱除。因此,寻找一种高效的吸附剂,对降低此类污染物对人体和环境的影响是至关重要的。金属-有机骨架材料（metal-organic frameworks,MOFs）具有超高比表面积/孔隙率、高度化学/结构可调性以及可设计性等优点,在液相吸附分离中表现出优异的性能。本文简述了近年来MOFs材料、功能化MOFs材料以及MOFs衍生碳材料用于水中痕量抗生素和其他类药物污染物脱除的研究进展。针对特定的药物分子,通过引入特定的官能团及其他物质（如多壁碳纳米管、磁性Fe₃O₄等）可以有效提高吸附能力。此外,通过分析MOFs与药物分子之间的相互作用力,包括静电作用、氢键、π-π相互作用等,并结合本文作者课题组的研究内容,认为今后的研究重点是利用先进的理论计算方法定向筛选或设计高效吸附材料,并充分考虑动力学吸附,以实现水中痕量药物污染物的高效脱除。     

剩余污泥吸附痕量典型药物影响因素

传统的污水处理工艺不能完全去除药物和个人护理用品（PPCPs）,可能通过吸附作用存在于剩余污泥中。当污泥经土地或农业利用,其中含有的PPCPs可能释放出来,污染水环境,因此,揭示PPCPs经污泥吸附去除的影响因素,对于预测或评估污泥中PPCPs含量尤其重要。以北京某污水处理厂剩余污泥为对象,利用高效液相色谱-质谱联用仪,研究了痕量浓度下3种典型药物在污泥中的赋存特性。随pH增大,环丙沙星与磺胺甲唑的吸附容量减小,而扑热息痛的吸附容量增加;主要是因为pH不仅改变药物在水中的存在形态,而且影响微生物细胞体的表面电位。胞外聚合物（EPS）对污泥吸附3种典型药物均有促进作用,且不依赖于pH;主要是因为EPS中含有的金属离子与有机物成分决定污泥吸附药物性能。     

剩余污泥吸附痕量典型药物影响因素

传统的污水处理工艺不能完全去除药物和个人护理用品(PPCPs),可能通过吸附作用存在于剩余污泥中。当污泥经土地或农业利用,其中含有的PPCPs可能释放出来,污染水环境,因此,揭示PPCPs经污泥吸附去除的影响因素,对于预测或评估污泥中PPCPs含量尤其重要。以北京某污水处理厂剩余污泥为对象,利用高效液相色谱-质谱联用仪,研究了痕量浓度下3种典型药物在污泥中的赋存特性。随pH增大,环丙沙星与磺胺甲唑的吸附容量减小,而扑热息痛的吸附容量增加;主要是因为pH不仅改变药物在水中的存在形态,而且影响微生物细胞体的表面电位。胞外聚合物(EPS)对污泥吸附3种典型药物均有促进作用,且不依赖于pH;主要是因为EPS中含有的金属离子与有机物成分决定污泥吸附药物性能。     

基于MOFs材料吸附抗生素的研究进展

抗生素作为一类非常重要的抗菌药物,在各个行业中均有广泛应用,但因其水溶性强且不易挥发等特点,在水环境中不易去除且长期稳定存在。现阶段,有多种处理水中抗生素的技术手段,其中吸附法具有成本低、操作简单、适应性强、无二次污染等优点,在高效环保去除方面具有广泛应用。金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)具有较高孔隙率和较大比表面积与孔径,已被广泛用于吸附水中抗生素。因此本文主要介绍抗生素使用现状与危害及MOFs吸附抗生素的研究进展。     

MOFs处理水中重金属污染的研究进展

重金属污染对环境和人体的伤害极大,因此高效、快速地治理重金属污染成为一个亟待解决的问题。工业上常采用活性炭等传统吸附剂处理重金属污染,但传统吸附剂用量大且吸附率相对较低。金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类备受瞩目的新型材料,其比表面积大、孔隙率高,这一特点使其在分离方面显示出良好的应用前景。本文综述了近年来MOFs用于处理水中重金属污染的研究进展,重点剖析了MOFs的改性方法、改性后的独特性能以及对重金属的去除效果,并对MOFs在吸附重金属方面的应用前景做出了展望。同时,提出了MOFs合成难度大、产率低、部分MOFs对水敏感等问题,指出了今后的研究方向。     

药品和个人护理用品减量化分析及研究进展

总结了药品和个人护理用品(PPCPs)在水生环境及土壤环境中的归趋、减量化机理(吸附和降解),分析了生物及非生物2种系统中PPCPs的减量化过程分别存在的优势和缺陷。认为PPCPs减量化是一个复杂冗长的过程,不应仅仅单纯地针对环境中客观存在的因素及微生物的吸附降解过程,而应建立专门的处理工艺及培养相关的水生动植物、微生物;同时需建立起PPCPs对各类环境的评估模式,对PPCPs及其转化产物做毒性生态风险评价,合理利用其吸附性能的同时,开发出针对PPCPs吸附型纳米材料是未来研究的方向。     

碳材料吸附水中PPCPs的研究进展

随着药物及个人护理品(PPCPs)的广泛使用,水环境中PPCPs的污染越来越严重。吸附技术对于去除PPCPs表现出一定的优势,其中碳材料对PPCPs的吸附去除被广泛研究。针对碳材料(活性炭和碳纳米管)对水体中PPCPs的吸附机理和研究进展进行了总结和分析,并进一步探讨了碳材料在当前应用中存在的问题及今后的发展方向,以促进相关研究工作的发展。     

金属有机骨架吸附去除水中全氟辛烷磺酸基化合物研究

制备了MIL-53(Al)、DUT-4和DUT-53种材料,并将其作为吸附剂对水中全氟辛烷磺酸基化合物(PFOS)进行吸附去除。结果表明,金属核心粒子与MOFs骨架结构相同的情况下,有机配体分子长度越长,材料对PFOS的吸附量越大。Langmuir模型能较好的拟合3种材料吸附PFOS的吸附等温线数据,MIL-53(Al)、DUT-4和DUT-5对PFOS的最大理论吸附量分别为68.05、176.5、326.9 mg/g。3种材料对PFOS的吸附动力学符合准2级动力学模型,吸附平衡时间均在100 min左右。随溶液p H的增加,吸附量有所减少。     

MOFs有机金属框架材料在光催化降解水中抗生素中的应用

近年来,由于抗生素的普遍使用而引起的环境污染和生态风险问题备受关注.MOFs材料具有较丰富的孔隙结构和良好的光催化性能,可以有效的吸附和光降解水中抗生素.然而,MOFs材料带隙能较宽,只能利用紫外光,对不同种类的抗生素废水的光催化降解具有一定的选择性,限制了其实际应用.本文总结了近年来MOFs材料光催化技术在抗生素废水...     

金属有机框架材料吸附分离水中铀的应用

金属有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）具有极高的比表面积和孔隙率,结构可设计调控,但在水相吸附分离方面存在水稳定和选择吸附性较差、分离困难、合成与再生成本偏高等问题。针对MOFs的缺陷,可以通过有目的的功能化改性从而提升其对目标污染物的吸附性能。本文介绍了MOFs的结构优势,分析了水稳定性的影响因素和判断手段,简述了具有代表性的高水稳定性MOFs材料的特性;根据MOFs改性方法的分类回顾了MOFs及改性MOFs在去除水相中放射性铀的应用;基于不同分析技术探讨了MOFs与铀酰离子的吸附机理;提出推动MOFs在吸附铀方面规模化应用发展的核心是合成高稳定性MOFs,通过改性提高MOFs的选择吸附性能和再生性以及深入研究吸附机理。