缺陷诱导功能化MOFs材料UiO-67-MAA的构建及其对废水中金离子的高效回收

为解决贵金属资源稀缺与回收成本高的问题，研究人员通过缺陷诱导策略一步法合成了硫醇功能化MOF材料UiO-67-MAA，其对Au(III)的吸附容量达814 mg/g，循环5次仍保持高效。该研究为绿色回收贵金属提供了新型吸附剂方案。

　　

黄金因其卓越的化学稳定性和导电性，成为工业与金融领域不可替代的战略资源。然而，随着科技发展，含金废水排放量激增，传统回收方法如活性炭吸附存在选择性差、再生困难等问题。金属有机框架（MOFs）虽具有高比表面积和可修饰性，但传统功能化策略往往导致孔道堵塞、吸附位点减少。如何通过简易方法构建高效吸附剂，成为贵金属回收领域的关键挑战。

云南贵金属实验室等机构的研究人员创新性地采用缺陷诱导策略，在合成UiO-67时引入巯基乙酸（MAA），通过竞争配位形成含硫活性位点的UiO-67-MAA。该材料对Au(III)的吸附过程符合软硬酸碱理论（SHBA），硫原子与金离子形成稳定配位结构，X射线光电子能谱（XPS）证实了Au-S键的生成。研究发表在《Journal of Materials Science》，为解决贵金属回收难题提供了新思路。

关键技术包括：1）一锅溶剂热法构建缺陷型MOF；2）X射线衍射（XRD）验证晶体结构稳定性；3）能量色散X射线光谱（EDS）定位元素分布；4）批次吸附实验评估实际废水处理潜力。

【Characterisation of UiO-67-MAA】
XRD显示当MAA添加量≤75 mmol时，材料保持UiO-67晶体结构，过量则导致框架坍塌。比表面积测试表明缺陷工程未显著降低孔隙率，为金离子扩散提供通道。

【Adsorption performance】
在pH=3时吸附效率最佳，814 mg/g的容量远超传统吸附剂。竞争离子实验证实其对Au(III)的选择性源于硫醇特异性结合，混合溶液中回收率仍达90%以上。

【Reusability and mechanism】
五次循环后吸附效率仅下降12%，盐酸-硫脲溶液可有效洗脱金离子。XPS分析揭示Au(III)被部分还原为Au(I)，形成[Au(SR)₄]^?配位结构是稳定吸附的关键。

该研究通过巧妙的缺陷工程设计，实现了MOFs材料功能化与结构稳定性的平衡。UiO-67-MAA的工业化生产潜力大，其“吸附-洗脱”循环体系为电子废弃物中的贵金属回收提供了绿色方案。未来可拓展至铂、钯等稀有金属的回收应用，推动循环经济发展。