MOF材料在水环境污染物去除方面的应用现状及发展趋势(Ⅰ)

金属有机骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)是一类有机-无机杂化材料,通常是指金属离子或金属簇与含氮、氧刚性有机配体通过自组装过程形成的功能性多孔材料.MOF材料具有丰富的可设计的结构类型、可调控的化学功能、低密度的骨架、超高的比表面积,以及可功能化的永久的孔空间,在气体存储与分离、催化、传感、药物运输与缓释等领域都有广泛的应用潜力.近年来,MOF及其复合材料已经被应用于多种污染物的去除.本文对近年来MOF材料去除水环境中重金属、有机物的相关研究进行了总结与评述.本篇是该主题的第一篇,主要针对MOF材料在水体重金属污染物去除方面的研究进行论述.通过对以往的研究分析可知,MOF材料对常见重金属Pb2+、Cu2+、Cd2+、Co2+、Ag+、Cs+、Sr2+、Hg(II)以及TcO4-、Se(VI)、As(III)、As(V)均具有高效吸附性能,甚至部分MOF材料的吸附性能远高于传统吸附材料.主要的吸附机理包括:静电引力、配位/螯合作用、离子交换作用、孔道吸附(物理吸附)等.最后,基于以往的研究成果对未来的研究趋势进行了展望.