DOI:10.1016/j.envres.2020.109742

在现代社会中，各种环境问题日益突出,水污染首当其冲。因此,开发出一种实用高效的重金属吸附剂已迫在眉睫。具有高孔隙率和可调结构的金属有机骨架（MOF）可使该类吸附剂在水污染控制中达到较高的渗透性和吸附性。然而，MOFs纳米粒子在溶液中不易回收，这阻碍了其在水污染物处理中的应用。本文报告了一种通过热压在电纺聚丙烯腈（PAN）纳米纤维膜（ZIF-8/PAN NF）上原位生长ZIF-8纳米粒子的大规模制备方法。因此，所制备的ZIF-8/PAN NF具有较高的负载量、均匀的分散性、较大的可伸缩性以及良好的柔性。该ZIF-8/PAN NF对Cu2+的动态吸附表现出优异的性能，即快速通量（12000 L/（m2h））和高过滤效率（96.5％）。另外，还介绍了其吸附和电化学性能。在结合了吸附和电化学性能的情况下，ZIF-8/PAN NF的Cu2+去除率在4分钟内达到34.1％。在吸附过程中，Cu2+的去除率为29.2％。鉴于其优异的性能和易于制备的特点，本研究表明可将MOFs粉末用于治理实际应用中的水污染。

图1.ZIF-8/PAN/Ag的制备方案。

图2.ZIF-8/PAN的表征。（a）PAN和（b）ZIF-8/PAN NF的SEM图像。插图是ZIF-8/PAN NF的放大图片，（c）通过热压合成的ZIF-8/PAN NF的XRD图。插图是ZIF-8/PAN NF的孔径分布，（d）通过TG和DSC分析ZIF-8/PAN NF，（e）ZIF-8/PAN NF对N2的吸附和解吸测量。（f）PAN和ZIF-8/PAN NF的FTIR分析。

图3.动态过滤重金属离子系统的性能。（a）不同膜厚下的水通量和Cu2+去除率，（b）过滤时间与Cu2+去除率之间的关系，（c）Cu2+的初始溶解度对去除率的影响，（d）不同重金属离子的去除效率。

图4.自供电多功能静态降解系统。（a）自供电多功能静态降解系统示意图，（b）接触时间对ZIF-8/PAN NF吸附Cu2+溶液的影响，（c）接触时间对LIBs+ZIF-8/PAN NF吸附Cu2+溶液的影响。插图是ZIF-8/PAN/Ag的光学照片。

图5.Cu-ZIF-8/PAN NF的结构和组成表征。（a），（b）SEM图像和相应的EDS元素映射；（c）EDS元素映射。（d）吸附铜离子前后的红外光谱；（e）ZIF-8/PAN NF和Cu2+的可能组合。