IF 20.3!金属有机框架(MOFs)及相关先进多孔材料用于水中重金属基有毒氧化物污染物的去除

文摘   2024-12-08 08:01   北京  

本文精选

近年来,环境污染及其影响已引起全球关注。在这种背景下,水污染被视为近年来所有类型污染中对所有生命形式的最大威胁之一,如果不尽快采取补救措施,情况预计会变得更糟。在二十一世纪,随着世界更多地区经历水危机,水循环利用变得越来越重要。鉴于此,地下水被CrO42−、Cr2O72−、AsO43−、SeO32−、SeO42−、TcO4−、ReO4−等重金属基有毒氧化物污染已成为快速增长的全球性问题,对人类健康和环境构成重大风险。由于这些有害且持久的化学物质具有生物累积性和极端毒性,已被美国环境保护署(EPA)列为优先控制污染物。因此,以有效方式从受污染水中去除这些污染物至关重要。在这方面,先进功能多孔材料(AFPMs),如金属有机框架(MOFs)、多孔有机聚合物(POPs)、共价有机框架(COFs)和多孔混合复合材料,由于其相比传统吸附剂具有可调孔隙率、高比表面积和丰富官能团等优势,已引起研究废水处理领域研究人员的重视。本综述概述了用作有效吸附剂去除污染水中重金属衍生有害氧阴离子的先进功能多孔材料(包括MOFs和相关多孔材料)的最新进展。此外,本综述还提出了确保饮用水安全和清洁的实用解决方案。同时,讨论了它们的吸附机制,这可能有助于设计性能更优的新型MOFs/AFPMs基吸附剂用于未来研究,并理解MOFs/AFPMs与重金属氧阴离子污染物之间的吸附过程。最后,为了充分理解未来发展前景,对MOFs/AFPMs的潜力和挑战进行了深入讨论。


创新点:
1. 系统性总结了先进功能多孔材料在水处理领域的最新研究进展,特别是针对重金属氧阴离子污染物的去除。
2. 深入分析了不同类型多孔材料(MOFs、POPs、COFs等)的结构特征和性能优势,为材料选择提供了科学依据。
3. 提出了实用的饮用水安全解决方案,将基础研究与实际应用紧密结合。

科研启发:
1. 多孔材料设计应注重结构可调性和功能多样性,以满足不同类型污染物的处理需求。
2. 吸附机理的深入研究对于开发新型高效吸附材料具有重要指导意义。
3. 材料性能评价应考虑实际应用环境的复杂性,包括pH、离子强度、共存离子等多种因素的影响。

思路延伸:
1. 可以进一步探索多孔材料的选择性吸附机制,开发具有特定污染物识别能力的智能材料。
2. 研究MOFs/AFPMs在连续流动系统中的应用性能,开发工业级水处理材料和设备。
3. 探索多功能复合材料的协同效应,如结合催化降解和吸附功能,提高污染物处理效率。
4. 开发环境友好、可再生的吸附材料,实现污染物的高效去除和材料的循环使用。
5. 建立材料结构-性能关系的预测模型,指导新型高效吸附材料的设计和开发。
6. 研究材料的长期稳定性和再生性能,解决实际应用中的工程问题。

原文链接

Metal-organic frameworks (MOFs) and related other advanced porous materials for sequestration of heavy metal-based toxic oxo-pollutants from water


Coord. Chem. Rev. (IF 20.3)
Pub Date  : 2024-11-19
DOI : 
10.1016/j.ccr.2024.216326

Writakshi Mandal, Sahel Fajal, Aamod V. Desai, Sujit K. Ghosh

入群交流

围绕二维材料Frontier研究方向,建有“学术交流群”

扫描下方二维码添加编辑微信即可入群交流~

MOFs帮助环境
推送MOFs基环境功能材料在环境污染控制领域的研究进展。
 最新文章