就共價有機(jī)框架（COFs）及其復(fù)合材料在有機(jī)和無機(jī)污染物吸附中的應(yīng)用進(jìn)行綜述.COFs作為吸附劑的研究重點(diǎn)在于選擇合適的構(gòu)筑單元和制備功能化的COFs以用于吸附不同的污染物.COFs吸附污染物時,表現(xiàn)出吸附容量大、吸附速率快、穩(wěn)定性強(qiáng)、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn).此外,將COFs分別與離子液體（ILs）、納米粒子或機(jī)械載體等材料復(fù)合可制備基于COFs的復(fù)合材料,從而賦予其操作性和機(jī)械性能,便于實(shí)際應(yīng)用.最后,對COFs作為吸附劑在水處理領(lǐng)域的研究進(jìn)行了展望. 

【文章來源】：天津科技大學(xué)學(xué)報. 2020,35(04)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

TpPa-NH2@EDTA的制備及吸附重金屬離子的示意圖

氨化制備COFs吸附U(Ⅵ)示意圖

作為多孔材料，COFs骨架本身對有機(jī)物具有一定的吸附效果．不同的構(gòu)筑單元可通過直接構(gòu)筑法制備成多種多樣的COFs，從而實(shí)現(xiàn)對不同類型污染物的吸附．剛性對稱芳香構(gòu)筑單元最先被用于制備COFs．例如，含甲氧基的疏水COFs TPB-DMTP-COF、TpBD-Me2和氟基功能化TpBD-(CF3)2分別通過疏水作用吸附藥物磺胺甲基嘧啶、生物毒素岡田酸(OA)和親脂性藥物布洛芬等[31-33].Liu等[34]的研究表明共價三嗪框架(CTFs)對羥基、氨基、硝基和磺酸基取代的單環(huán)芳香族和雙環(huán)芳香族化合物的吸附性能強(qiáng)于苯和萘，CTFs對羥基和氨基取代芳香族化合物的高吸附性能源于氫鍵作用，對硝基芳香族化合物的吸附源于π-π相互作用．CTFs對極性和離子芳香族化合物的吸附量高于商用Amberlite XAD-4樹脂．這些結(jié)果表明，由于CTFs具有2D剛性骨架、永久和均勻有序的孔隙和大比表面積，CTFs在環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域具有更大的應(yīng)用范圍．Liao等[35]將氟基功能化的活性醛TFTA與苯環(huán)共平面的TAPT共聚，制備氟基功能化SCF-FCOF-1(圖3[35])，該材料具有較高的結(jié)晶度、孔隙率、比表面積(2 056 m2/g)和疏水性．SCF-FCOF-1通過靜電相互作用高效地吸附帶正電荷的有機(jī)染料．烷基胺隨后被用于構(gòu)筑COFs骨架，例如Li等[36]用靈活的三嗪功能化的醛TPT-CHO與烷基胺水合肼縮聚制備結(jié)晶TPT-AzineCOF.TPT-Azine-COF的高比表面積(1 020 m2/g)和孔體積(0.65 cm3/g)使其對羅丹明B(RhB)的選擇性和吸附量(725 mg/g和970 mg/g)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過活性炭(98 mg/g)．最近，不對稱構(gòu)筑單元被用來制備COFs，例如Wang等[37]用非對稱超分子heptakis(6-amino-6-deoxy)-β-CD與對苯二甲醛共聚制備結(jié)晶β-CD COF，該材料的比表面積為79.2 m2/g，孔體積為0.332 cm3/g，孔徑小于4 nm．在一個β-CD COF的2×2超晶胞結(jié)構(gòu)中，環(huán)糊精位于半徑1.720 nm、軸向距離1.226 nm的螺旋中．β-CD COF中的環(huán)糊精空腔和豐富的氨基和羥基促使其吸附雙酚A、萘普生等多種極性污染物．有一些學(xué)者將COFs作為修飾平臺接枝更多吸附位點(diǎn)用于制備功能化COFs以吸附有機(jī)物，例如Ji等[38]用后修飾法制備氨基功能化COF(X%[NH2]-COFs)以吸附全氟烷基和多氟烷基物質(zhì)．結(jié)果表明，X%[NH2]-COFs中NH2的含量對污染物的吸附具有重要影響，當(dāng)NH2含量為20%時，20%[NH2]-COF的比表面積為(1 600±80)m2/g，孔徑為3.0 nm，孔體積為1.03 cm3/g，材料中的極性基團(tuán)和疏水表面的協(xié)同作用使其對GenX具有最快的吸附速率和最高的吸附量．另有學(xué)者將COFs制備成不同形式，利于污染物吸附，例如Kandambeth等[39]采用焙烤的方法制備獨(dú)立的晶形多孔M-TpBD膜，該膜比粉末狀材料顯示出更高的多孔性和結(jié)晶度，膜的結(jié)構(gòu)可在水、有機(jī)溶劑和酸溶液中保持完整．M-TpBD膜對乙腈的滲透性比現(xiàn)有基于聚酰胺的納濾膜高2.5倍，M-Tp BD膜的比表面積為800 m2/g，孔徑為2.1 nm，對污染物的吸附具有尺寸篩分作用，以M-TpBD膜吸附玫瑰紅和硝基苯胺分子為例(圖4[39]是材料的原理圖)，當(dāng)玫瑰紅(分子大小為1.2 nm×1.54 nm)和硝基苯胺(分子大小為0.44 nm×0.7 nm)的混合物通過M-TpBD膜時，只有硝基苯胺可以通過．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紅磷光催化材料的研究進(jìn)展[J]. 朱恩權(quán),馬玉花,艾尼娃·木尼熱.  化工進(jìn)展. 2019(11)
[2]關(guān)于水體重金屬污染現(xiàn)狀分析及其健康風(fēng)險評價[J]. 焦海林.  化工管理. 2019(21)
[3]共價有機(jī)框架（COFs）材料最新應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 王帥.  江西化工. 2018(02)
[4]飲用水放射性污染現(xiàn)狀及健康風(fēng)險評價研究進(jìn)展[J]. 梁曉軍,宋文磊,李建,張建新.  職業(yè)與健康. 2015(03)
[5]染料廢水污染現(xiàn)狀及處理方法研究進(jìn)展[J]. 陳文華,李剛,許方程,泮琇,溫玲寧,都林娜.  浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(02)
[6]我國區(qū)域性水體農(nóng)藥污染現(xiàn)狀研究分析[J]. 王未,黃從建,張滿成,周慶,李愛民.  環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2013(05)
[7]基于有機(jī)硼酸的共價鍵有機(jī)框架研究進(jìn)展[J]. 劉建華,葛春華,張向東,張美音.  化學(xué)通報. 2012(05)



本文編號：3622812