金属有机骨架材料：用于捕获有毒和放射性金属离子的优异吸附剂
摘要：从生物和环境的角度来看，高效去除金属离子污染物，如有毒和核废物相关的金属离子，仍然是一项严峻的任务，因为它们对人类健康和环境有害。最近，高度多孔的金属有机骨架（MOF）具有优异的化学稳定性和丰富的官能团，是捕获各种危险金属离子污染物领域的新成员。本综述重点介绍了MOF和基于MOF的复合材料的最新进展。
关键词：金属有机骨架；金属离子；有机连接基；吸附
一、文献综述
1. 绪论
1.1 金属离子捕获
放射性金属离子（128Pd，137Cs，89Sr，235U，59Fe，57Co，65Zn等），有毒重金属阳离子（Hg2 ，Pb2 ，Cd2 ，Cu2 等）和氧阴离子（CrO42-，Cr2O72-，AsO43-，SeO32-，SeO2- 等）是核废料和工业废水中的主要污染物，对人类和其他物种构成严重威胁。与有机污染物相比，有毒重金属离子，如Pb2 ，Cu2 ，Cd2 ，Zn2 ，Hg2 ，Ni2 和Cr2O72-难以降解为生物有益物质，它们积聚在生物体内许多是臭名昭着的剧毒或致癌污染物。有毒和核废物相关金属离子的捕获仍然是公共卫生和环境保护的巨大挑战。尽管放射性金属离子的净化对于处理来自核能发电的废物是至关重要的，但由于不均匀的样品，极端的pH和极高的盐浓度的恶劣条件，它甚至更加困难。在过去的几十年中，各种方法包括吸附，电凝，化学沉淀，蒸发回收，超滤，溶剂萃取，光催化，逆转渗透，氧化/还原，生物处理，过滤和膜技术以从水溶液中消除毒性/放射性金属离子。然而，这些过程中的大多数具有某些缺点。与这些传统和现代方法相比，由于成本相对较低，设计简单，操作简便，有害物质含量低，吸附剂的简单再生，从水溶液中捕获痕量浓度的有毒/放射性金属离子包括离子交换在内的吸附是一种有效且经济的方法。
传统的吸附材料，如粘土矿物，纳米金属氧化物（NMOs），纳米级零价铁（NZVI），层状双氢氧化物（LDHs），层状金属硫化物（LMS），活性炭（AC），碳质材料，有序介孔碳（OMC），有机树脂，碳纳米管（CNTs）和氧化石墨烯（GO）已广泛应用于有毒/放射性金属离子的吸附。然而，这些吸附剂材料通常具有以下一个或几个缺点：（i）缓慢的吸附动力学/有限的选择性;(ii) 较小的孔径或孔隙体积;(iii) 再生和可重复使用性差;（iv）相对较低的热，化学和辐射稳定性;（v）相对复杂的制备和小规模生产;（vi）吸附能力低。因此，非常需要开发用于更有效和高效吸附的先进多孔材料以克服现有限制，并且通过经济的制备方法和良好的再循环能力使吸附容量最大化。
1.2 MOF简介
