一、选题背景和意义：
环境污染越来越受到全世界的关注，必须从水和空气中去除自然和人为的有毒污染物，特别是水体中难降解的有机染料，这些污染物会造成严重的健康影响。目前，很多常见的染料都是难降解的有机物，会对受纳水体产生较大有机性污染，破坏水体的生态系统，并使水体失去视觉上的美观。
二维 MOFs 纳米材料具备可调的结构和功能、大的表面积、高度有序的孔洞和充分暴露的表面活性位点，这使得MOFs 纳米片注定在污水处理的重金属离子去除领域有巨大的应用潜力。
目前应用芬顿反应技术针对染料进行脱色处理的研究颇为活跃。羟基自由基氧化反应可产生的强烈氧化作用，氧化分解废水中的有机污染物质，使废水的各项污染指标大幅度下降，这种方法是一种高级氧化技术，相对于其他氧化剂而言，具有操作过程简单、反应易得、运行成本低廉，设备投资少，无二次污染的特点，属于绿色环保处理技术。
基于以上所述，我们选用1～2种亚铁有机配合物，通过文献方法将其剥离成二维超薄纳米片，对二维纳米材料进行表征并研究其二维与MOFs之间的性质差异，以及探索二维纳米片在降解染料方面的应用。
二、课题关键问题及难点：
本课题的研究内容集中在：
- 筛选、制备对污水中难降解有机染料有特异性吸附的、 表面含有活性功能基团的超薄二维 MOFs 纳米材料；
- 构建超薄二维 MOFs 纳米材料的高通量制备方法并充分表征纳米材料的结构形貌及性能；
- 考察上述超薄二维 MOFs 纳米材料对污水中有机染料的吸附曲线、吸附动力学、吸附方式、循环利用等情况；
- 构建一种能实际应用的污水处理技术；
- 考察上述超薄二维MOF纳米材料对废水中有机染料的降解、降解机理、循环利用等情况；
文献综述（或调研报告）：
超薄二维（2D）纳米材料代表了一类新兴的纳米材料，它具有片状结构，横向尺寸大于100 纳米，或者高达几微米甚至更大，但厚度只有单原子或少数原子厚度（通常小于5纳米）。尽管他们的探索可追溯到几十年前，但 2004 年 Novoselov，Geim 及其同事使用透明胶带成功从石墨中剥离石墨烯却是2D纳米材料的复苏的标志。单层石墨烯拥有高体征迁移率、大比表面积、优异的力学强度、高透光性。它可以被制成触摸显示屏、发光二极管，更为重要的是通过打开石墨烯的带隙其可被制成场效应晶体管。在光电子领域，石墨烯可以被应用于光电探测器和光学调制器。除此之外，石墨烯俨然成为制备高效率、 可再生的能源产生和收集装置的候选材料。除石墨烯外，六角形氮化硼(h-BN)、过渡金属 二硫化物（TMDs）、石墨碳氮化物(g-C3N4)，层状金属氧化物，和层状双氢氧化物 (LDH)也是典型的石墨烯类超薄 2D 纳米材料，虽然它们具有与石墨烯不同的组成，但由 于它们具有相似的结构特征而具有多种特性。对石墨烯和石墨烯类 2D 纳米材料的有前途的研究进一步丰富了对 2D 超薄族家族成员的探索，如金属有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)1、黑磷(BP)2、无机钙钛矿和有机-无机杂化钙钛矿等。
有机金属框架（Metal-Organic Frameworks，MOFs）是新材料领域研究的热点。自从 1990 年，美国 Yaghi 课题组和日本 Kitagawa 课题组成功合成稳定孔结构的 MOFs 材料以来，种类繁多、功能性强、孔隙率和比表面积较大、孔尺寸可调、具有仿生催化和生物相容性等特点的 MOFs 材料不断出现。金属和有机配位形成特定的框架结构，这种结构不仅具有金属的活性；同时也获得了有机配体的柔性、官能团的选择性和其他物理化学性能；还有配位形成的特殊空间结构。这三种有力因素的完美结合，为 MOFs 材料的广泛应用提 供了基础条件。目前，柔性、导电、具有特定催化性能的稳定 MOFs 材料已经广泛应用在各种研究领域。二维 MOFs 纳米材料是近年来新兴的一种二维材料，兼具了二维材料以及 MOFs 材料的特点，其具备可调的结构和功能、大的表面积、高度有序的孔洞和充分暴露 的表面活性位点使得该种材料的应用更为广泛与多样化。
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