Page 11 - 《精细化工》2022年第7期

第 39 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.39, No.7
2022 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2022

综论
ZIF-8 及其衍生材料在水处理领域的应用

刘振波，封红瑞，张 磊，刘 爽，兰欣宇，杨树斌

（烟台大学 化学化工学院，山东 烟台 264005）

摘要：沸石咪唑酯骨架材料-8（ZIF-8）是以 Zn(Ⅱ)为配位中心，通过与 2-甲基咪唑配位自组装形成的多孔结晶
材料，具有大的比表面积、优异的孔结构和丰富的表面官能团等优点，近年来在治理水体污染方面展现出巨大
的应用潜力。首先，综述了近几年 ZIF-8 及其衍生材料在水处理领域的应用研究进展，重点介绍了 ZIF-8 及其衍
生材料在重金属吸附、治理核污染和捕捉放射性碘、抗生素吸附、油水分离及染料降解和水体环境监测方面的
应用；接着，介绍了 ZIF-8 及其衍生材料用于水处理的主要机理；然后，分析了水稳定性和环境因子对 ZIF-8
及其衍生材料吸附水中污染物的影响；最后，对 ZIF-8 及其衍生材料的研究及应用进行了展望。
关键词：ZIF-8；吸附；油水分离；水处理；污染物
中图分类号：O641.4；TB383 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 07-1297-11

Application of ZIF-8 and its derived materials in the field of water treatment

LIU Zhenbo, FENG Hongrui, ZHANG Lei, LIU Shuang, LAN Xinyu, YANG Shubin
（College of Chemistry and Chemical Engineering, Yantai University, Yantai 264005, Shangdong, China）

Abstract: Zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) is a porous crystalline material formed by coordination
and self-assembly of Zn(Ⅱ) and 2-methylimidazole. In recent years, ZIF-8 and its derived materials have
shown great potential in the treatment of water pollution due to the special features of huge specific surface
area, excellent pore structure and abundant surface functional groups. Frist of all the research progress of
ZIF-8 and its derivatives in the field of water treatment, especially in heavy metal adsorption, nuclear
pollution treatment, radioactive iodine capture, antibiotic adsorption, oil-water separation, dye degradation
and water environment monitoring, in recent years was introduced and reviewed. Subsequently, the main
working mechanism and influence factors, such as water stability, environmental factors, were analyzed. At
last, the development and application of ZIF-8 and its derived materials were prospected.
Key words: ZIF-8; adsorption; oil-water separation; water treatment; pollutants

随着人类生活水平的提高和工业产能的不断增 合适吸附材 料的选择 [7] 。沸石咪唑 酯骨架材料
长，重金属离子、抗生素、染料、放射性核素等污 （ZIFs）是由 Co(Ⅱ)或 Zn(Ⅱ)与咪唑配位自组装形
染物不可避免排入水中，造成水中生物的死亡并威 成的一类金属有机骨架材料，具有密度低、比表面
胁到人们的生命健康，因此，除了要在源头上对其 积大、孔隙率高和结构合理的优点。因此，ZIFs 及
加以预防和控制，还要找到可行有效的方法去除水 其衍生材料在催化 [8-9] 、水处理 [10-11] 、分离吸附 [12-14] 、
[1]
中的污染物。传统的水污染处理方式主要有电解 、 电化学 [15-16] 、传感器 [17-20] 和生物医学 [21-24] 领域具有良
[5]
[3]
[2]
[4]
混凝 、生物处理 、氧化还原 、离子交换 、吸 好的应用前景。ZIF-8 是一种典型的 ZIFs 材料，是以
[6]
附法 等。其中，吸附法可以简单、有效地处理与 Zn(Ⅱ)为配位中心与 2-甲基咪唑（Hmim）结合，形
修复受到污染的水体，已成为当下一种新型、高效 成具有方钠石拓扑结构的框架材料 [25] 。在水处理领
的污水处理技术，而吸附过程的成功与否又取决于 域，ZIF-8 可通过材料自身的憎水性和优异的功能特

收稿日期：2022-01-03; 定用日期：2022-02-22; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220002
基金项目：山东省自然科学基金-青年基金项目（ZR2019QB017）；国家级大学生创新训练计划项目（S202011066025）；中国科学院光
伏与节能材料重点实验室开放课题（PECL2019KF014）
作者简介：刘振波（1973—），男，副教授，E-mail：zhenboliu@foxmail.com。