氨基酸驱动MOFs界面调控实现复杂水体中锂离子可持续分离

本研究通过谷氨酸（Glu）和赖氨酸（Lys）对UiO-66-NH?进行后合成修饰，开发了一种氨基酸驱动的界面功能化策略。该策略显著提升了MOFs材料的结构稳定性、Li+选择性及pH适应性（5-11），在竞争性体系中实现对Co2+、Ni2+、Mn2+的高选择性吸附，Li+吸附容量高达48 mg·g?1，为可持续锂回收提供新方案。

　　

Highlight

氨基酸驱动的界面调控策略通过引入多重配位位点和pH响应性官能团，显著增强MOFs材料在复杂水体中的锂离子分离性能。

Experimental section

所有化学品均购自商业来源（Aldrich，纯度＞99%），未经进一步处理直接使用。

Results and discussions

如图1所示，Glu-UiO-66-NH?和Lys-UiO-66-NH?的PXRD图谱与原始UiO-66-NH?保持一致，特征衍射峰（7.5°和8.0°）未发生位移，表明氨基酸的引入未破坏MOF晶体结构。值得注意的是，Glu-UiO-66-NH?显示出峰强度增强，表明结晶度提高；而高负载量的Lys-UiO-66-NH?则呈现轻微峰宽化，可能与界面官能团引入引起的晶格微应变有关。

Conclusions

本研究通过氨基酸介导的后合成修饰策略，成功调控UiO-66-NH?表面化学性质，引入亲水性多齿配位基团，在保持MOF结构完整性的同时显著提升Li⁺吸附性能。Lys-UiO-66-NH?表现出48 mg·g^?1的高吸附容量、卓越pH耐受性（5-11）及对Co²⁺/Ni²⁺/Mn²⁺的选择性优势，其氨基与羧基协同实现多齿配位，增强Li⁺结合亲和力。动力学与等温线分析表明该过程为单层化学吸附，热力学证实其为吸热自发反应，为复杂水体中锂离子的可持续分离提供了创新解决方案。