综述：金属有机框架（MOFs）材料在吸附与降解过程中去除水生环境药物残留的研究

这篇综述系统探讨了金属有机框架（MOFs）作为多功能材料在水体药物污染治理中的双重作用：通过高比表面积和可调孔隙结构实现高效吸附，同时作为高级氧化过程（AOPs）催化剂促进污染物降解。文章重点分析了MOFs的合成策略、表征技术及作用机制，并展望了其规模化应用前景，为药物废水处理提供了创新解决方案。

　　

合成与表征：MOFs的结构设计艺术
MOFs是由金属节点与有机配体通过配位键自组装形成的三维晶态多孔材料。其独特的结构特性——高达7000 m²
/g的比表面积和可调控的孔径分布（0.5-5 nm），使其成为药物吸附的理想载体。水热法、微波辅助合成等绿色制备技术正推动MOFs向工业化生产迈进。X射线衍射（XRD）和Brunauer-Emmett-Teller（BET）分析证实，引入氨基或羧基等官能团可显著增强MOFs与环丙沙星等抗生素的π-π堆积作用。

双功能协同：吸附-降解的闭环机制
MOFs在药物去除中展现出"捕获-歼灭"的协同效应：先通过静电作用吸附低浓度药物分子（如10 μg/L的布洛芬），随后在过硫酸盐（PMS）激活下产生羟基自由基（·OH），实现近100%的矿化率。UiO-66系列材料在pH 3-11范围内保持稳定，连续5次循环后仍保留90%活性，突破传统吸附剂无法再生的瓶颈。

作用机理解码：从分子相互作用到反应路径
吸附过程涉及多重机制：ZIF-8对四环素的捕获依赖孔径筛分效应，而MIL-101(Fe)则通过Fe-O键实现化学吸附。降解方面，Cu-BTC可同时激活过一硫酸盐（PMS）和可见光，产生单线态氧（¹
O₂
）与超氧自由基（O₂
^-·
），双路径降解卡马西平的效率比单纯吸附提高7倍。

性能优化：环境因素的精准调控
溶液pH值显著影响药物电离状态与MOFs表面电荷。当pH接近材料等电点时，静电吸附达到峰值；而碱性条件更利于自由基链式反应。值得注意的是，腐殖酸等天然有机物会与药物竞争活性位点，但改性后的磁性MOFs可通过外加磁场快速分离，减少干扰。

挑战与前景：从实验室到工业化
当前限制MOFs规模化应用的主要因素包括：① 部分材料在水相中的稳定性不足；② 复杂水体基质影响选择性；③ 大规模生产成本较高。未来研究将聚焦生物可降解配体设计（如植酸衍生MOFs）和流动床反应器开发，推动该技术走向实际应用。

环境健康启示录
MOFs技术对遏制抗生素耐药基因（ARGs）传播具有战略意义。实验证明，Fe₃
O₄
@ZIF-8可在30分钟内完全降解磺胺甲恶唑，消除其诱导耐药性的风险。这种"吸附-消杀"一体化策略，为应对WHO警示的"后抗生素时代"挑战提供了新思路。