金屬有機框架（MOFs）作為一種新型的多孔材料，因其高度可調的結構、廣泛的比表面積和優異的吸附性能，成為近年來污染物去除領域的重要研究對象。MOFs由金屬離子與有機配體通過配位鍵結合形成的三維網絡結構，不僅具有優越的吸附能力，還能通過調控其孔隙結構和表面化學性質，實現對特定污染物的選擇性吸附。然而，由于MOFs材料通常存在較差的穩定性和機械強度，限制了其在實際應用中的推廣。為了解決這些問題，科學家們對MOFs進行了衍生化處理，得到了一系列具有高穩定性和高催化活性的衍生材料。近年來的研究表明，MOF衍生材料在水處理、空氣凈化、土壤修復等領域展現了良好的應用前景。這些衍生材料能夠通過物理吸附、化學降解、催化氧化等多種方式，有效去除有機污染物（如苯類化合物、酚類、染料）和無機污染物（如重金屬離子、氮氧化物）。因此，MOF衍生材料的開發和應用已然成為環境污染治理領域的重要研究課題。
為深入探討先進 MOF 衍生材料在去除有機和無機污染物方面的研究進展，近期，南京林業大學葛省波副教授、中南林業科技大學張仲鳳教授、西安工程大學樊威教授、沙赫魯德理工大學Mashallah Rezakazemi教授合作在Elsevier旗下《Coordination Chemistry Reviews》期刊上發表了題為《先進 MOF 衍生材料在去除有機和無機污染物方面的研究進展》（Progress in advanced MOF-derived materials for the removal of organic and inorganic pollutants）的綜述論文。該綜述詳細探討了先進的 MOF 衍生材料的構造和組成，包括后處理、直接混合、原位生長和綠色合成。然后，介紹了 MOF 衍生材料在去除有機和無機污染物中的應用和機理。最后，概述了 MOF 衍生材料對聯合國可持續發展目標的環境應用評估和貢獻。總的來說，本綜述將為設計和合成先進的 MOF 衍生材料以有效修復有機和無機污染物提供有用的見解。
圖1. MOF衍生材料的合成及應用
圖4. 原位生長法
隨后文章根據其化學成分，MOF 衍生材料可分為純 MOF 衍生材料、MOF@有機材料、MOF@無機材料和其他 MOF 基復合材料。并且對比了不同種類MOF衍生材料的特點、可重復性以及應用場景。
然后是這篇綜述的一大亮點，通過介紹MOF衍生材料在有機污染物和無機污染物中的應用，將有機污染物分為有機染料、苯和醛、石油有機物、抗生素四類；將無機污染物分為重金屬離子、空氣污染物、工業氣態污染物、二氧化碳四類，詳細闡述了MOF衍生材料在有機污染和無極污染處理中的作用機理。
圖7. MOF衍生纖維膜對工業氣態污染物的吸附機制
此外，本綜述從MOF衍生材料的穩定性、親水性和疏水性、多孔結構三個角度來分析評判了MOF衍生材料的環境友好性，總結了先進MOF材料在實現關鍵可持續發展目標方面的潛力和意義，MOF材料主要集中在實現清潔水和衛生設施、氣候行動、水下生命、陸地生命和負擔得起的清潔能源。
文章最后展望了MOF衍生材料在有機污染和無極污染處理中的未來發展，當前面臨的問題和持續挑戰。包括MOF衍生材料的綠色回收、利用計算機技術利用MOF衍生材料根據污染物的形狀和尺寸等特性建立準確的吸附模型以及MOF衍生材料大規模生產等問題。針對性解決各自領域中的問題，例如含有Fe、Co、Ni等元素的MOF衍生材料具有磁性，有助于在污染物處理后期對其進行回收、如果將MOF衍生材料的這一特性與空調或空氣凈化設備的除濕功能結合起來，MOF的吸附性能可能會大大提高、通過結合不同材料的特點來增強MOF符合衍生物的性能，擴大MOF衍生材料的應用范圍。
得益于材料科學和制造技術的持續創新，MOF衍生材料也在迅速發展，持續更新迭代，對著環境污染治理問題越來越受到全世界的關注，MOF衍生材料在環境治理領域的潛力也將進一步被發掘。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ccr.2025.216474
