第一作者：Sathish Sundararaman
通讯作者：J. Aravind Kumar
通讯单位：萨韦塔大学
论文DOI：10.1016/j.chemosphere.2024.142729
研究背景
水污染是全球性的问题，传统的水处理方法通常无法有效去除一些新兴污染物。这些污染物的持久性和对生态系统及人类健康的潜在危害使得开发新型处理技术变得尤为重要。金属有机框架（MOFs）因其高比表面积、可调控孔结构和多功能特性，被认为是处理水污染物的理想材料。
内容简介
本文系统综述了金属有机框架在去除新兴水污染物方面的合成策略和应用。研究表明，MOFs可以通过电化学、微波、机械化学和声化学等多种方法合成，这些方法各有优缺点。MOFs在吸附和去除水中药物污染物方面展示了出色的性能，并且其在环境监测、能源存储、气体分离等领域也有广泛应用。本文还探讨了MOFs的合成挑战以及未来的发展方向。
图文导读
图1展示了金属有机框架的结构表示，说明了MOFs通过混合金属离子、金属簇、有机配体和配位键形成的多种应用。
图2概述了传统的金属有机框架合成方法，包括溶液法、微波法和溶剂热法，分别介绍了每种方法的特点和缺点。
图3展示了先进的金属有机框架合成方法，涉及电化学、机械化学和声化学技术，每种方法都具有其独特的特性。
Fig. 3. Advanced Synthesis methods of Metal-organic frameworks involving electrochemical, mechanochemical, and sonochemical techniques each imparting its features
图4解释了合成技术如何赋予材料多孔性、表面分布、晶体结构和多重亲和力等特性，应用于多个领域。
Figure 4. Synthesis techniques imparting various characteristic properties such as porosity, surface distribution, crystallinity, multiple affinities, etc., inculcating diversified applications in several sectors
图5展示了金属有机框架在离子、温度、爆炸物、环境监测、湿度和生物分子诊断中的传感应用。
Figure 5. Metal-organic frameworks for sensing ion, temperature, explosive, environmental monitoring, humidity, and also biomolecule diagnosis
图6说明了金属有机框架在环境修复中的多种应用，如污水处理、有害污染物去除、能源存储和碳捕集。
Figure 6. Diverse applications of MOFs in environmental remediation such as sewage treatment, harmful contaminants removal, energy storage, and carbon capture
图7描述了金属有机框架吸附材料通过π-π相互作用、疏水模式、氢键、酸碱相互作用和静电相互作用去除有毒污染物的机制。
Figure 7. Mechanism of toxic pollutants removal using MOF adsorbent materialsowing to π-π interactions, hydrophobic mode, hydrogen bonding, acid-base interaction, electrostatic interaction
总结与展望
MOFs在水污染处理方面具有巨大的潜力，未来研究应继续优化其合成方法，提高其稳定性和再利用能力。此外，MOFs在实际应用中的挑战，如成本、规模化生产和回收等问题，仍需进一步探索和解决。通过多学科的协作，MOFs有望在环境保护和可持续发展中发挥更大的作用。
文献链接：
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.142729
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