功能化金属有机骨架材料在放射性离子检测中的应用

doi:10.3866/PKU.DXHX201910053

摘要/Abstract

摘要：

随着化石能源的短缺和环境污染的日益加剧，核能由于具有高能量密度和低污染排放的特点而受到青睐。然而，产生的放射性核废料仍会对人类健康和环境产生严重危害，因此对其安全有效的处置仍是这一领域的重要问题。金属-有机骨架（MOFs）是一种新型多功能分子基材料，由金属离子或者金属簇与多齿有机配体通过配位键连接自组装而成的具有周期性的网格结构。MOFs材料具有许多优于传统多孔材料的特性，使得MOFs材料在对放射性离子的吸附与检测中展现出了广阔的应用前景。本文综述了近年来关于MOFs材料功能化修饰的策略，以及基于MOFs对放射性离子的吸附和传感的研究进展，并对其今后的发展前景进行了总结和展望。

关键词: 金属-有机骨架材料, 放射性离子, 功能化, 荧光传感, 吸附

Abstract:

With the shortage of fossil energy and increasing environmental pollution, nuclear energy has received extensive attention by its virtue of high energy density and low emission of greenhouse gases. However, radioactive nuclear waste remains a serious task for its safe and effective disposal due to their harmful effects on human health and the environment. As a new type of multifunctional nanomaterial, metal-organic frameworks (MOFs) are synthesized via the self-assembling combination of inorganic metals and organic ligands. Compared with traditional porous materials, MOFs have broad application prospects in the adsorption and detection of radioactive ions. In this paper, we reviewed the functional modification strategies of MOFs and summarized the progress in the applications of functionalized MOFs in removal and fluorescence sensing of contaminated ions in recent years. Besides, the future development trends are also discussed.

Key words: Metal-organic frameworks, Radioactive ions, Functionalization, Fluorescence sensing, Absorption

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链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX201910053

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2020/V35/I12/192

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参考文献 69

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Targets	MOF-based materials	Adsorption capacity/(mg?g^?1)	Equilibrium time	Mechanism	Ref.
ReO₄^?	SCU-100	541	2 h	Ion-exchange	[31]
ReO₄^?	SLUG-21	602	－	Ion-exchange	[33]
ReO₄^?	UiO-66-NH2	159	24 h	Ion-exchange	[34]
ReO₄^?	SBN	786	2 h	Ion-exchange	[35]
ReO₄^?	SCU-101	217	10 min	Ion-exchange	[36]
ReO₄^?	IPM-206	195	－	Ion-exchange	[37]
TcO₄^?	NDTB-1	－	> 36 h	Ion-exchange	[38]
Ba²⁺	MOF-808-SO₄	131.1	< 250 min	Binding with sulfate group	[39]
Ba²⁺	MIL-101Cr-SO₃H	70.5	< 250 min	Chelate with sulfonic group	[39]
Cs⁺	MOF/KNiFC	153	45 min	Ion-exchange chemisorption	[40]
Cs⁺	3D uranyl organic framework	432	20 min	Ion-exchange	[41]
U⁴⁺	nZVI@MOF-74	348	2 h	Electrostatic interaction	[42]
U⁴⁺	UiO-66-neomycin	296	12 h	Interaction with anti-biofouling	[43]
U⁴⁺	UiO-66-AO	194.8	13 h	Electrostatic interaction	[44]
U⁴⁺	JXNU-4	121.2	35 min	Coordination	[45]
Co²⁺	UiO-66-COOCH₃	334.4	24 h	Coordination	[46]
Co²⁺	UiO-66-CONH₂	339.7	24 h	Coordination	[46]
Co²⁺	UiO-66-Schiff base	256	5 h	Coordination	[47]
Th⁴⁺	SCU-3	－	－	Coordination ion-exchange	[48]
Th⁴⁺	UiO-66-(COOH)₂	350	30 min	Coordination	[49]
Th⁴⁺	MIL-100(Al)	167	15 min	Chemisorption	[50]
Th⁴⁺	DMn-MOF	46.3	－	－	[51]
Sr²⁺	MOF-808-C₂O₄	206.3	120 min	Chemisorption	[52]
Pd²⁺	ASUiO-66	45.4	－	Acting with sulfur and alkene	[53]
Eu³⁺	azofunctionalized anionic UOF	－	120 min	Ion-exchange	[54]
Eu³⁺	HKUST-1@H₃PW₁₂O₄₀	14.58	120 min	Coordination with ligands	[55]

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