Page 26 - 《精细化工》2023年第9期

·1874· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

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2.1 吸附、过滤和分离 为 6343 mL/g）的具有 sp -共轭碳的超稳定 COFs
近年来，基于 COFs 材料的吸附剂受到了广泛 (COF-PDAN-AO)。在 COF-PDAN-AO 的稳定性检测
的关注。COFs 及其衍生物已被应用于去除各种介质 实验中，研究人员利用 1 mol/L 的碳酸钠溶液对吸附
中的多种污染物。COFs 通常以粉末形式获得，不适 的铀进行洗脱，结果显示，在 7 次吸附-解吸循环后，
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合用于过滤/分离膜。因此，在大多数情况下，COFs COF-PDAN-AO 对 UO 2 的吸附率仅下降 7.48%。
都是与聚合物基质组合以制备膜材料，也可以通过 COFs，尤其是合成后的 3D COFs，在通过羧基修饰
在支撑材料上生长 COFs 来制备膜材料。然而，聚 后也被用于捕获稀土元素。羧基对 3D COFs 的修饰
合物的掩蔽效应、COFs 与支撑材料的黏附性差以及 是通过 3D COFs 孔表面的—OH 与琥珀酸酐的开环反
COFs 晶体生长不良，均会影响含有 COFs 的膜的分 应实现的。虽然琥珀酸酐的引入降低了 COFs 的孔隙
离 性能。 通常 会通过 机械 球磨法 和正 丁基 锂 率，但羧基官能化的 3D COFs 对镧系离子具有很高的
（n-BuLi）插层-剥离法制备 COFs 纳米片，从而增 选择性，进行几次吸附循环后，吸附性能没有明显下
加 COFs 与膜基体的界面兼容性。水处理和气体分 降。RAVI 等 [54] 将磷结合位点引入 COFs 的疏水表面，
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离是 COFs 膜的两个主要应用领域。 使制备的 COFs 对 Nd 的吸附容量达到 321 mg/g。
2.1.1 水处理 ZHANG 等 [55] 在壳聚糖膜上利用腙键接枝 COFs，从而
2.1.1.1 对污染物的吸附 制备了含有多孔 COFs 的壳聚糖膜：CM@COF。
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（1）对金属离子的吸附。由于重金属和放射性 CM@COF 对 Cu 和 Cr 可以进行快速吸附，吸附容
核素的毒副作用，它们的污染对环境和人类健康构 量分别为 144 和 388 mg/g。
成严重威胁。因此，含有该类重金属的污水在被排 （2）对有机污染物的吸附。目前，药品和个人
放到水环境之前，必须经过净化处理。基于 COFs 护理用品（PPCPs）的生产和使用迅猛发展，有机
染料和农药滥用问题严重，而这些药品、个人护理
的膜材料具有良好的吸附动力学、较高的最大吸附
用品、有机染料和农药产品中大部分含有可以污染
容量和对水中不同离子的选择性，可以有效地去除
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水中的 Nd 、Hg 、UO 2 和 TcO 4 等离子。主要的吸 水的有机污染物。这些有机污染物可能对动植物有
毒，并破坏水中的 O/N 平衡，从而破坏生态系统。通
附机制是通过 COFs 表面存在的配体位点进行离子
过水流，这些有机污染物可以长距离迁移，并对远离
交换和配位吸附。
WANG 等 [51] 通过 γ 射线辐射接枝的方法，得到了 其产生源地的广大地区造成污染。通常，微量的有
机污染物就会对环境和人类健康造成巨大的危害。
一 种 咪 唑溴盐 修饰 的 COFs 材料 ： [C 2 vimBr]x%-
因此，含有机污染物的污水在排放到水系统之前，
TbDa-COF。通过优化辐射接枝反应条件，成功实现
必须进行净化处理。由于 COFs 材料具有刚性、稳
了 COFs 孔道内咪唑溴盐接枝链的调控。该 COFs 定的孔隙度和合适的表面功能基团，其在吸附大量
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材料对 TcO 4 及其模拟物 ReO 4 可以进行快速的分离， 有机分子方面具有广阔的前景。如图 7 所示，根据
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对 ReO 4 的吸附容量达到 952 mg/g。值得注意的是，
目标污染物和 COFs 的类型，主要的吸附机制包括
高的孔隙率和超稳定的纳米纤维状结构使上述 氢键作用、孔径效应、疏水作用和 π-π 相互作用等。
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COFs 材料成为 ReO 4 /TcO 4 动态柱实验很好的填料。
检测显示，在 4 个吸附-解吸实验后，[C 2 vimBr]x%-
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TbDa-COF 对 ReO 4 的去除率仍高达 99.98%，回收率
均在 91%以上。该工作是报道 COFs 材料应用于动
态吸附柱实验的首例，展现了 COFs 材料在核污染
环境修复中的巨大潜力，并为其产业化应用提供了
重要的理论和实验依据。
LI 等 [52] 用一种绿色、环保、简便的无溶剂和无
催化剂的方法，制备了吖嗪连接的 COFs 材料：
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ACOFs。ACOFs 对放射性重金属 U 和普通重金属
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Hg 的吸附容量分别为 169 和 175 mg/g。在 pH 1.5

的酸性条件下，由于 ACOFs 结构中烯醇型到酮型的
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互变异构，ACOFs 对 U 的选择性达到 96.2%。 图 7 COFs 对有机污染物的主要吸附机制
Fig. 7 Major adsorption mechanisms of COFs for organic
众所周知，偕胺肟（AO）功能基团是与铀酰离 pollutants
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子(UO 2 )配合的配体。LI 等 [53] 报道了对 UO 2 具有
高吸附容量（410 mg/g）和良好选择性（分配系数 很多文献报道了 COFs 材料对医药产品的吸附。