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摘要
在全国大力倡导“绿水青山就是金山银山”的背景下，发展高效率、低成本、零污染的先进可循环使用污染物去除技术将成为实现“绿水青山”的关键。然而，当前传统的污染物去除技术如活性炭吸附、高级氧化、膜分离等仍处于主流地位，具有成本低的优势，但存在去除效率低，能耗高，二次污染等问题。以纳米材料为核心的环境纳米技术（吸附，催化，膜分离等）由于其高效性和功能多样性在环境修复领域引起了学者的巨大关注。金属有机骨架材料（metal-organic frameworks， MOFs）是由金属离子和有机配体构成的具有一维、二维、三维结构的多功能晶态材料，作为一类新兴的多孔材料因其具有有序的孔道、丰富的结构和高的比表面积，在环境修复领域一经应用便表现出了很好的应用前景。然而，MOFs本身的晶型结构决定了它们大多以粉末状存在，具有本身固有的易碎性，不宜加工型和低相容性，在回收、加工成型等方面受到限制，严重制约了其在实际中的应用。生物质材料因其种类多、低成本和固有的高孔隙率等特性，在在环境修复方面引起了国内外学者极大的兴趣。而木材是最常见和最丰富的生物质材料之一，具有天然的多维孔道结构，丰富的羟基/羧基，良好的可加工性，是固定粉末状MOFs的理想载体。近年来，国内外学者利用其本征结构及特性，以MOFs作为新型载体引入功能化纳米粒子或非均相催化剂等活性组分构筑的新型结构体系成为当前研究热点之一，并逐渐应用于木材、纤维素、凝胶等生物质及其衍生物基复合材料的制备和生物质催化转化等领域，相关基础研究正在逐渐拓展并展现出较大的应用潜力。基于此，笔者系统介绍了MOFs与木材的耦合策略如混合浸泡法、真空浸渍法，溶剂热法，原位生长法等，同时揭示了MOFs负载到木质上耦合MOFs/木材复合材料的机理如物理吸附、润湿机理、毛细现象、构造成核位点。笔者对当前MOFs材料在生物质及其衍生化学品中应用研究的代表性成果进行梳理与总结。在此基础上，重点讨论了这些MOFs/木材复合材料在气相物吸附，重金属离子去除，有害颗粒物过滤，高级氧化等环境修复领域的应用现状，阐明了MOFs微观结构设计与复合材料宏观性能之间的关联机制。最后，对MOFs/木材复合材料发展过程中面临的机遇与挑战进行了展望。该综述为设计构筑面向环境实际应用MOFs基复合材料提供了新的视野，将促进其在环境修复领域的应用。
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单位大连工业大学; 河南城建学院
