DOI:10.1016/j.envres.2020.109742
在現代社會中，各種環境問題日益突出,水污染首當其沖。因此,開發出一種實用高效的重金屬吸附劑已迫在眉睫。具有高孔隙率和可調結構的金屬有機骨架（MOF）可使該類吸附劑在水污染控制中達到較高的滲透性和吸附性。然而，MOFs納米粒子在溶液中不易回收，這阻礙了其在水污染物處理中的應用。本文報告了一種通過熱壓在電紡聚丙烯腈（PAN）納米纖維膜（ZIF-8/PAN NF）上原位生長ZIF-8納米粒子的大規模制備方法。因此，所制備的ZIF-8/PAN NF具有較高的負載量、均勻的分散性、較大的可伸縮性以及良好的柔性。該ZIF-8/PAN NF對Cu2+的動態吸附表現出優異的性能，即快速通量（12000 L/（m2h））和高過濾效率（96.5％）。另外，還介紹了其吸附和電化學性能。在結合了吸附和電化學性能的情況下，ZIF-8/PAN NF的Cu2+去除率在4分鐘內達到34.1％。在吸附過程中，Cu2+的去除率為29.2％。鑒于其優異的性能和易于制備的特點，本研究表明可將MOFs粉末用于治理實際應用中的水污染。
圖1.ZIF-8/PAN/Ag的制備方案。
圖2.ZIF-8/PAN的表征。（a）PAN和（b）ZIF-8/PAN NF的SEM圖像。插圖是ZIF-8/PAN NF的放大圖片，（c）通過熱壓合成的ZIF-8/PAN NF的XRD圖。插圖是ZIF-8/PAN NF的孔徑分布，（d）通過TG和DSC分析ZIF-8/PAN NF，（e）ZIF-8/PAN NF對N2的吸附和解吸測量。（f）PAN和ZIF-8/PAN NF的FTIR分析。
圖3.動態過濾重金屬離子系統的性能。（a）不同膜厚下的水通量和Cu2+去除率，（b）過濾時間與Cu2+去除率之間的關系，（c）Cu2+的初始溶解度對去除率的影響，（d）不同重金屬離子的去除效率。
圖4.自供電多功能靜態降解系統。（a）自供電多功能靜態降解系統示意圖，（b）接觸時間對ZIF-8/PAN NF吸附Cu2+溶液的影響，（c）接觸時間對LIBs+ZIF-8/PAN NF吸附Cu2+溶液的影響。插圖是ZIF-8/PAN/Ag的光學照片。
圖5.Cu-ZIF-8/PAN NF的結構和組成表征。（a），（b）SEM圖像和相應的EDS元素映射；（c）EDS元素映射。（d）吸附銅離子前后的紅外光譜；（e）ZIF-8/PAN NF和Cu2+的可能組合。
