MOF及其復合材料吸附去除VOCs應用研究進展

李孟，李煒，張帥，李雨薇，劉芳，2，趙朝成，2，王永強，2

（1 中國石油大學（華東）化工學院，山東青島266580；2 石油石化污染物控制與處理國家重點實驗室，北京102206）

金屬有機骨架材料（metal organic framework，MOF）是指經自組裝方式（如絡合、橋聯等）將有機配體與無機金屬中心相連接，形成的一種具有周期性3D 網狀結構及雙重性能的新型多孔材料[1?2]，具有比表面積高、結構組成多樣化、可再生性強、金屬活性位點開放、易化學修飾[3]等優點。在吸附、催化、抗菌、存儲能源、捕獲氣體、合成材料、超級電容器等領域具有廣泛的應用前景[4?7]。

傳統吸附材料因自身局限性限制了其在吸附揮發性有機化合物（VOCs）領域中的應用，如活性炭及衍生物材料易燃、適用范圍小、容易失活、循環利用率低；分子篩傳質阻力較高、吸附量有限；硅膠易吸水，且含有毒物質；硅藻土和氧化鋁等物質吸附性能較低。近幾年來，MOF 因其高比表面積、孔道規則易于調節、金屬活性位點豐富、化學可修飾性強等特點，被廣泛應用于吸附領域。但其水穩定性差[8]，在潮濕或水溶液中骨架易坍塌的缺點限制了在高濕環境中的應用[9]。為擴展MOF吸附應用，有研究者將MOF 與聚合物、氧化石墨烯（GO）、碳納米管、納米級金屬顆粒、疏水官能團等共同制備成復合材料[10?15]，在提高其水穩定性的同時增加色散力以防止MOF 團聚，并經協同效應形成更多吸附活性位點以增強MOF 吸附性能。本文簡述并對比了MOF 及其復合材料的各種制備方法，總結了MOF針對VOCs的吸附機理和吸附影響因素，著重介紹了單體MOF、MOF@GO、官能團改性MOF 及其他MOF 復合材料吸附去除VOCs 的研究進展。……