化工进展 ›› 2016, Vol. 35 ›› Issue (02): 586-594.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.02.039

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金属有机骨架材料吸附去除环境污染物的进展

李小娟1,2, 何长发1, 黄斌1, 林振宇2, 刘以凡1,2, 林春香1,2   

  1. 1 福州大学环境与资源学院, 福建 福州 350116;
    2 福州大学化学学院能源与环境光催化国家重点实验室, 福建 福州 350002
  • 收稿日期:2015-06-12 修回日期:2015-07-06 出版日期:2016-02-05 发布日期:2016-02-05
  • 通讯作者: 林春香,博士,副教授,主要从事功能高分子材料的合成及应用研究。E-mail:lcx2010@fzu.edu.cn。
  • 作者简介:李小娟(1982-),女,博士,副教授,主要从事环境材料的制备与应用研究。E-mail:lixiaojuan@fzu.edu.cn。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(21407026)、福建省杰出青年科学基金(2014J06005)及福州大学能源与环境光催化国家重点实验室自主课题基金(2014B02)项目。

Progress in the applications of metal-organic frameworks in adsorption removal of hazardous materials

LI Xiaojuan1,2, HE Changfa1, HUANG Bin1, LIN Zhenyu2, LIU Yifan1,2, LIN Chunxiang1,2   

  1. 1 College of Environment and Resources, Fuzhou University, Fuzhou 350116, Fujian, China;
    2 State Key Laboratory of Photocatalysis on Energy and Environment, College of Chemistry, Fuzhou University, Fuzhou 350002, Fujian, China
  • Received:2015-06-12 Revised:2015-07-06 Online:2016-02-05 Published:2016-02-05

摘要: 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。

关键词: 金属有机骨架材料, 环境污染物, 吸附

Abstract: Due to the high specific surface area,high/tunable porosity,controllable structure,open metal sites and the possibility to functionalize,metal organic frameworks (MOFs) as promising adsorption materials have attracted considerable attention in recent decade. This critical review focuses on the progress in the applications of MOFs in adsorption removal of organic pollutants/heavy metal ion from wastewater and sulfur-containing compounds (SCCs)/nitrogen-containing compounds (NCCs) from fuel. The adsorption properties of MOFs for different hazardous materials and adsorption mechanism were discussed. It was demonstrated that the porosity,pore size and the central metal ions was important for the adsorption,which was found to proceed through a number of different mechanisms such as electrostatic interactions,π-π stacking/interactions,acid-base interactions and hydrogen bonding. The adsorption properties can be promoted by the functional modification of MOFs. The research trend in the future was also prospected.

Key words: metal-organic frameworks, hazardous materials, adsorption

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