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第9期精选论文之三: 金属有机框架MIL-101（Fe）对水中微囊藻毒素-LR的吸附

近年来，来自生活、工业和农业的污染使水体富营养化加剧，从而导致藻类水华在世界范围内频繁发生。微囊藻毒素（Microcystins，MCs）是由蓝藻水华产生的一类生物毒素，不仅对肝脏具有靶向性，还会影响肾脏和胃肠道的健康。在迄今为止确定的MCs中，微囊藻毒素-LR（MC-LR）是分布最广泛和危险性最高的毒素之一。国内外曾多次报道MCs导致的中毒事件，世界卫生组织（WHO）也将MCs归为可能的人类致癌物质，并建议饮用水中MCs的最大允许限值为1 μg/L。

水体中MCs的去除方法主要包括光催化降解、生物降解、生物膜法、氧化及吸附法等。其中吸附法具有操作简单、效率高、成本低等优点，是快速解决水体污染的最有效途径。金属有机框架（MOFs）材料是一类金属离子与有机配体通过配位键形成的杂化纳米多孔材料，由于具有高比表面积，可调控的孔结构及稳定的化学性质，作为一种新型功能材料被应用于水中有机、无机污染物的吸附去除。

吉林化工学院吉林省精细化工重点实验室研究人员以对苯二甲酸（H₂BDC）为有机配体，以Fe(Ⅲ)为中心离子，通过一步溶剂热法制备出对水中MC-LR具有强亲和性的MIL-101(Fe)材料。该材料为正八面体结构，其比表面积（BET）为375.2 m²/g，孔隙容积为0.16 cm³/g，孔径为2.2 nm。一方面，MIL-101(Fe)表面有序的、开放空腔使得目标分子更易接近；另一方面，其表面及孔穴内的Fe(Ⅲ)提供了活性位点，使之可通过配位作用选择性吸附MC-LR。研究结果表明，水样中存在的Na⁺和Cl^-几乎不影响其吸附性能，在酸性、中性及弱碱性溶液中，MIL-101(Fe)对MC-LR均具有良好的吸附能力。吸附过程与Langmuir等温吸附模型较吻合，经拟合得到MIL-101(Fe)对MC-LR的饱和吸附量为256.4 mg/g，显著高于生物质炭、活性炭、铁凝胶、壳聚糖纤维素及膨润土等材料对MC-LR的吸附能力。以MIL-101(Fe)为吸附剂去除环境水中的MC-LR取得了良好效果。可以预期，对于蓝藻暴发频繁的地区，MIL-101(Fe) 可用于水处理厂对生物污染物MCs的吸附去除。此研究拓展了环境友好的金属框架复合材料在水处理领域的应用，为水中生物污染物的去除提供了理论指导。

该研究获国家自然科学基金（21605056）、吉林省自然科学基金（20180101292JC）、吉林省科技发展计划项目（20190303116SF）的资助，相关内容发表于《分析测试学报》2019年9期第1073~1078页。

doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2019.09.007

【引用本文】：连丽丽，姜鑫浩，邓艺辉，娄大伟. 金属有机框架MIL-101(Fe)对水中微囊藻毒素-LR的吸附[J]. 分析测试学报，2019，38(9)：1073-1078.

【Cite this article】：LIAN Li-li，JIANG Xin-hao，DENG Yi-hui，LOU Da-wei. Adsorption of Microcystin-LR in Water with Metal-Organic Framework MIL-101(Fe) [J]. Journal of Instrumental Analysis, 2019, 38(9): 1073-1078.

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