邹星云等：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) 297· Ion exchange 800 00 (b) (c) Electrostatic attraction 60 MOF-867 Cr0,2 500 400 ■ZJU-101 2200 100 00 0.2 0.40.60.8 Relative pressure 图7ZU-101对Cr2O的等温吸附曲线及机理.(a)ZU-101与C2O的离子交换过程：(b)MOF-867和ZU-101的N2吸附等温线：(c)正配体 和负Cr20号之间的库仑吸引力示意图6 Fig.7 Isothermal adsorption curves and mechanism of ZJU-101 for Cr2O:(a)ion exchange process of Cr2O with ZJU-101;(b)N2 adsorption isotherms of MOF-867 and ZJU-101;(c)schematic illustration of electrostatic interaction between positive ligand and negative Cr2 ZIF-8表面的静电吸引以及材料所含有的羟基和 分离.Jian等1制备了一维MnO2@ZIF-8材料，实 胺基在吸附过程中起着至关重要的作用.Huo等四 现了As(II)的同时氧化和吸附去除(As(IⅢ)最大 制备了核壳结构Fe3O4@ZIF-8复合材料(Fe3O4为核， 吸附容量140.27mgg),另外其特殊的一维纳米 ZIF-8为壳)，材料的比表面积达到了1133m2g;该 结构能够阻止溶液中ZIF-8的聚集（图8） 材料对溶液中As)的最大吸附容量为100mgg; 根据以上内容，汇总了不同的MOF材料对阴 由于FeO4核的存在，该材料很容易通过磁力进行 离子态重金属的吸附性能及机理，结果见表2 (e) As(Ⅲ)a As(V) HO ZIF-8 shell As(il)As(V).. As佰OH -e 牛誉价TS含烤 OH MnO,NWs MnO,core pH7.0 Mn(II)Mn(IV) 00 nm (0 ZIF-8 nuclei (d A Low surface energy B C IF-partic B-MnO:NWs MnO,nanowires 1020304050607080 High surface 28l) energy In methanol solvent 图8一维MnO,@ZIF-8材料及其对AsⅢ的同时氧化和吸附去除.(a)合成后的MnO,@ZIF-8的扫描电镜图像：(b,c)透射电镜和高分辨透射 电镜图：(d)不同MnO2纳米线添加量样品的X射线衍射图：(e)MnO2@ZIF-8去除As()的过程示意图（蓝色部分代表ZIF-8颗粒.红色部分代 表As()离子)：()甲醇溶液中形成MnO2@ZIF-8纳米线的可能机制阿 Fig.8 One-dimensional MnO,@ZIF-8 material and its simultaneous oxidation and adsorption removal of As(III):(a)SEM image of the as-synthesized MnO2@ZIF-8 NWs;(b,c)TEM and HRTEM images,respectively:(d)XRD pattems of the products when controlling different MnO nanowire additions:(e)schematic illustration of the As(III)removal process from MnO-@ZIF-8 NWs (blue area illustrates ZIF-8 particles and the red particles are As(III)ions)(f)proposed mechanism for the formation of MnO@ZIFnanowires in methanol solutionZIF-8 表面的静电吸引以及材料所含有的羟基和 胺基在吸附过程中起着至关重要的作用. Huo 等[72] 制备了核壳结构 Fe3O4@ZIF-8 复合材料（Fe3O4 为核， ZIF-8 为壳），材料的比表面积达到了 1133 m2 ·g−1；该 材料对溶液中 As(III) 的最大吸附容量为 100 mg·g−1 ； 由于 Fe3O4 核的存在，该材料很容易通过磁力进行 分离. Jian 等[73] 制备了一维 MnO2@ZIF-8 材料，实 现了 As（III）的同时氧化和吸附去除（As（III）最大 吸附容量 140.27 mg·g−1），另外其特殊的一维纳米 结构能够阻止溶液中 ZIF-8 的聚集（图 8）. 根据以上内容，汇总了不同的 MOF 材料对阴 离子态重金属的吸附性能及机理，结果见表 2. ZJU-101 MOF-867 800 700 500 600 200 300 100 400 0 0 0.2 0.4 Relative pressure (b) (a) (c) Ion exchange Electrostatic attraction N2 uptake/(cm3·g−1 ) 0.6 1.0 0.8 Cr2O7 2− N+ N+ Cr2O 2− 7 Cr2O 2− 7 Cr2O 2− 7 图 7    ZJU-101 对 的等温吸附曲线及机理. （a）ZJU-101 与 的离子交换过程；（b）MOF-867 和 ZJU-101 的 N2 吸附等温线；（c）正配体 和负 之间的库仑吸引力示意图[62] Cr2O 2− 7 Cr2O 2− 7 Cr2O 2− 7 Fig.7     Isothermal  adsorption  curves  and  mechanism  of  ZJU-101  for :  (a)  ion  exchange  process  of with  ZJU-101;  (b)  N2 adsorption isotherms of MOF-867 and ZJU-101; (c) schematic illustration of electrostatic interaction between positive ligand and negative [62] A B C ZIF-8 particles β-MnO2 NWs 10 [110] 0.32 nm 5 nm (c) 500 nm 100 nm (a) (b) [101] [200] 20 30 40 50 2θ/(°) (d) (e) As(Ⅲ)aq As(Ⅲ) Mn(Ⅲ) Mn(Ⅳ) ZIF-8 shell ZIF-8 nuclei MnO2 core MnO2 nanowires In methanol solvent Low surface energy High surface energy MnO2 pH 7.0 NWs As(Ⅴ)aq HO OH OH O −O O− O− −e− AsⅤ AsⅢ As (Ⅴ) (f) Intensity 60 70 80 图 8    一维 MnO2@ZIF-8 材料及其对 As(III) 的同时氧化和吸附去除. （a） 合成后的 MnO2@ZIF-8 的扫描电镜图像；（b, c） 透射电镜和高分辨透射 电镜图；（d） 不同 MnO2 纳米线添加量样品的 X 射线衍射图；（e） MnO2@ZIF-8 去除 As（III）的过程示意图 (蓝色部分代表 ZIF-8 颗粒，红色部分代 表 As（III）离子）； （f） 甲醇溶液中形成 MnO2@ZIF-8 纳米线的可能机制[73] Fig.8    One-dimensional MnO2@ZIF-8 material and its simultaneous oxidation and adsorption removal of As(III): (a) SEM image of the as-synthesized MnO2@ZIF-8  NWs;  (b,  c)  TEM  and  HRTEM  images,  respectively;  (d)  XRD  patterns  of  the  products  when  controlling  different  MnO2 nanowire additions; (e) schematic illustration of the As(III) removal process from MnO2@ZIF-8 NWs (blue area illustrates ZIF-8 particles and the red particles are As(III) ions); (f) proposed mechanism for the formation of MnO2@ZIF-8 nanowires in methanol solution[73] 邹星云等： 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） · 297 ·