MOFs作为吸附材料能够高效处理水中的微塑料，为何不能大批量使用

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塑料制品如今已经无处不在，其使用量呈指数级增长，但不当处理和管理塑料垃圾导致了严重的环境问题。特别是一次性塑料制品，它们迅速积聚，给地球带来巨大的压力。这种长期且广泛存在的污染对土地、水源和海洋产生了严重影响，威胁到野生动植物、人类健康以及生态平衡。微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）作为塑料的一种分解产物，尺寸在不同范围内，它们已被发现几乎无处不在。MPs/NPs的来源多种多样，既可以是塑料制品的分解产物，也可能是由于制造和加工过程中的机械磨损而产生。它们进入自然环境后，会在阳光、风和海浪的作用下分解成更小的颗粒，成为环境中最具挑战性的微污染物之一。MPs/NPs已经在市政饮用水系统、食品、水生生物、动物以及人体组织血液中被检测到。这些微塑料颗粒的化学结构和组成各异，它们可以吸附各种有害物质，如重金属、有机化学品和药物化合物，从而加剧其生态毒性效应，增加了对生物和人类健康的风险。

为解决MPs/NPs污染问题，金属有机框架（MOFs）被提出作为潜在的吸附剂，尤其是当它们被整合到多孔复合材料或膜中时，它们可以确保高的去除效率、出色的水通量和抗污性能，即使存在其他共存污染物。MOFs是一种独特的晶体纳米多孔材料，具有强大的配位键、坚固的多孔结构、高吸附能力等特性，使其成为吸附MPs/NPs的理想材料。由于MOFs具有高度可定制的表面功能，它们可以与不同类型和尺寸的微塑料颗粒/纳米颗粒发生多种相互作用，从而提高吸附性能。此外，MOFs还具有潜在的催化活性，有望在塑料降解中发挥作用。因此，将MOFs应用于MPs/NPs的去除以及其他微污染物处理是一个具有巨大潜力的领域。

MOFs还可以作为多孔复合材料的重要组成部分，以便更方便地使用和处理。与单一组分相比，MOF基复合材料可能表现出更好的性能。近年来，一种基于MOF的复合材料已用于去除微塑料/纳米颗粒。在这个概念中，烷基泡沫（MF）被选择作为载体，支持各种MOFs的应用范围，这些MOFs包括UiO-66-X（其中X=H，NH2，OH，Br和NO2）。这些MOF负载量在复合材料中的应用范围广泛，用于过滤不同浓度的含有不同类型微塑料颗粒的水/乙醇混合物或模拟海水环境。通过优化MOF负载量，可以实现高效的去除效率，为MPs/NPs的去除提供了有力支持。

此外，压力驱动的膜处理技术也被广泛用于水和废水处理。标准膜通常由合成有机聚合物制成，以在不同水介质中实现高性能，但它们存在一些限制，如亲水性不足、易受污染和化学稳定性有限。为了克服这些问题，研究人员提出使用MOFs作为非惯性填料来改性膜，这为去除MPs/NPs以及其他微污染物提供了新的可能性。此外，MOFs还可以用于MPs/NPs的降解，从而为废弃塑料的可持续管理提供了新途径。

在化学降解方面，PET等塑料材料可以通过高温融化过程进行回收再利用。然而，这种方法存在能源消耗高、再循环次数有限等问题。因此，化学降解成为一种替代的工业可行方法。通过使用催化剂，在高温条件下处理塑料，例如PET，可以将其分解为其起始单体。这种方法虽然有效，但却需要大量能源，而且会产生有害气体。因此，寻找更环保的降解方法对于解决塑料废物问题至关重要。

综上所述，MOFs作为吸附剂、复合材料以及膜的组成部分，具有广泛应用前景，它们有望在处理微塑料和纳米塑料污染物以及其他微污染物方面发挥关键作用。金属有机框架与塑料之间的结合将为解决当今世界所面临的塑料废物管理问题提供新的途径。同时，塑料的可持续管理和降解也是一个具有挑战性但重要的课题，它需要跨学科的合作和不断的研究努力。期待未来，MOFs和塑料之间的相互作用将为我们创造更多机遇和价值。

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