综述:从镓的吸附机理到用于镓回收的金属有机框架材料的理性设计

《Israel Journal of Chemistry》:From Gallium Adsorption Mechanisms to the Rational Design of Metal–Organic Frameworks for Gallium Recovery

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Israel Journal of Chemistry 2.1

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   图形摘要 从二次资源中回收镓(Ga)面临浓度低、竞争离子以及pH依赖性形态变化等挑战。本综述将金属有机框架(MOFs)与聚合物/树脂、无机氧化物及生物来源/杂化吸附剂进行比较,以识别共同的吸附机制。所得见解强调了O-供体配

  

图形摘要

从二次资源中回收镓(Ga)面临浓度低、竞争离子以及pH依赖性形态变化等挑战。本综述将金属有机框架(MOFs)与聚合物/树脂、无机氧化物及生物来源/杂化吸附剂进行比较,以识别共同的吸附机制。所得见解强调了O-供体配位、活性位点可及性和化学稳定性,这些是实现实用化MOF基镓回收的关键设计原则。

摘要

镓(Ga)对于半导体和光电应用至关重要,但高纯镓的生产和供应仍受到初级资源有限的制约。从废水中回收镓提供了一种替代来源,但由于镓通常浓度较低且与竞争金属离子共存,回收难度较大。吸附因其操作简便、与现有处理设施兼容且经济高效而成为一种有前景的策略。在所有镓吸附研究中,关于金属有机框架(MOF)基镓吸附剂的研究仍然有限,这使得仅从MOF文献中难以明确界定设计原则。在本综述中,我们总结了涉及MOFs、聚合物/树脂、无机氧化物以及生物来源或杂化材料的代表性镓吸附研究。通过比较官能团、吸附性能和机制,我们确定了影响镓捕获的关键因素。镓吸附主要由配位相互作用驱动,尤其是与羟基、氨基肟、儿茶酚和水杨酰亚胺酸等O-供体基团的相互作用。同时,pH依赖性的镓形态、活性位点可及性、孔结构和溶液复杂性对性能有重大影响。这些见解表明,未来MOF设计应着重于强O-富集结合位点、可及的孔隙、可控的官能团分布以及在真实回收条件下的化学稳定性。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

由于本研究过程中未生成或分析数据集,因此数据共享不适用于本文。

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