文献综述
1、本课题研究的意义和价值
近年来，重金属离子导致的污染日益加重[1-3]，不仅破坏了环境，危害了人类的身体健康，而且还对国民经济造成极大损失。吸附法是处理水中重金属最常用的办法之一，具有成本低、效率高、操作简单等优点[4-5]。
金属有机骨架(MOFs)[6-8]是一种多功能的多孔材料，它是由无机金属中心（金属离子或金属簇）与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。这些材料具有可设计的骨架结构、高比表面积、高度有序的多孔结构及可功能化的孔空间等一些独特的性质，是一种潜在的优良水处理吸附剂，而用巯基修饰的UIO-66[9]正有这样优异的物理化学稳定性。总而言之，选择一种能高效，简单的方法控制污水中重金属离子含量，不仅是美化环境建设的必然要求，而且还能进一步推动城镇化进程。
1、课题研究的现状及发展趋势
由于MOFs材料在水溶液中稳定性差，极大地限制了污水处理及其他工业方面的应用。因此只有寥寥几篇文章曾报道过MOFs对重金属离子的吸附性能研究。最初，Ke等人提出用以铜作为金属离子，均三苯甲酸作为有机配合合成的HKUST-1([Cu3(BTC)2]n)去吸附去除水中的重金属离子。结果HKUST-1对水中的离子基本没有吸附能力。随后，Zou等人成功合成了HKUST-1@H3PW12O40，使 MOFs在水中的稳定性得以增强，并对金属离子有很强的选择性及较高的吸附能力。有大量研究表明，以惰性金属如Cr、Ti等作为金属离子合成出的MOFs材料更稳定，如MIL-101(Cr)类材料。此外使用高度亲氧性的金属如Zr，也被证明是用于获得更稳定MOFs的另一条途径。由于Zr-O间的作用力非常强，故大多数的 Zr-MOFs材料具有良好的稳定性，甚至能在强酸强碱溶液中稳定存在。利用金属有机骨架材料吸附水中重金属离子主要存在以下几个问题：首先，大多数 MOFs 材料存在空间位阻或缺少多余的配位点，导致大多数 MOFs 材料对重金属离子的吸附量不高，或者吸附重金属离子的条件非常严苛[10-14]。其次，MOFs 能吸附分离有机分子主要是基于MOFs 本身孔结构的筛分作用，而重金属离子的半径十分相近，故不能通过孔尺寸对重金属离子进行有效的吸附分离。因此，如何改善 MOFs 对重金属离子的吸附量，并赋予MOFs 选择吸附重金属离子的能力是我们研究的焦点。
3、本课题的研究思路
MOFs的稳定性主要由金属簇的稳定性及金属与有机配体间的作用力强弱决定，由于 Zr-O 间的作用力非常强，故大多数 Zr-MOFs 材料在水中具有良好的稳定性。通过直接合成修饰的方法，先用巯基修饰有机配体，再通过一步法成功合成巯基功能化的 Zr-MOFs，应用其吸附去除水中重金属离子，并通过XRD等一系列方法表征UIO-66-SH。最后，再通过一系列的方法测定UIO-66-SH对重金属离子的吸附性能[15]。
参考文献：
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