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Efficient and Selective Removal of Copper(II) from Aqueous Solution by a Highly Stable Hydrogen-Bonded Metal–Organic Framework
Crystal Growth & Design ( IF 3.2 ) Pub Date : 2018-04-19 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.cgd.8b00224 Caixia Yu 1, 2 , Zhichao Shao 1 , Leilei Liu 2 , Hongwei Hou 1
Crystal Growth & Design ( IF 3.2 ) Pub Date : 2018-04-19 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.cgd.8b00224 Caixia Yu 1, 2 , Zhichao Shao 1 , Leilei Liu 2 , Hongwei Hou 1
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Copper(II) is an indispensable element in nature, while exposure to excessive Cu2+ will potentially cause health issues. It is imperative to develop new strategies for efficient Cu2+ uptake from aqueous solution. Herein, a hydrogen-bonded metal–organic framework (MOF) [(Zn3L3(H2O)6][(Na)(NO3)] (1) with high stability was elaborately constructed. The uncoordinated carboxylate oxygen atoms in the channels of MOF were designed as active sites to recognize Cu2+ and further coordinate with it. Without pretreatment, MOF 1 demonstrated a relatively high adsorption capacity (379.13 mg g–1), exceeding most Cu2+ adsorbents. Even with the existence of different metal ions and a high concentration of interfering ions, highly selective adsorption of Cu2+ can be achieved. Moreover, the excellent water stability together with the high removal efficiency in the presence of coexisting ions offers MOF 1 the possibility in practical application. The mechanism for Cu2+ selective adsorption was systematically investigated by UV–vis, Fourier transform infrared, and fluorescence lifetime techniques, which may originate from the strong interaction between Cu2+ and the carboxylate oxygen atoms. Our work may open an avenue to develop MOFs into adsorbent materials for water pollutants.
中文翻译：
高度稳定的氢键结合的金属有机框架有效地，选择性地去除水溶液中的铜（II）
铜（II）在自然界是必不可少的元素，而暴露于过量的Cu 2+可能会导致健康问题。必须开发出从水溶液中有效吸收Cu 2+的新策略。在此，精心构建了具有高稳定性的氢键金属有机骨架（MOF）[（Zn 3 L 3（H 2 O）6 ] [（Na）（NO 3）]（1））。 MOF 1中的铜离子被设计为识别Cu 2+并与之进一步协调的活性位点。未经预处理，MOF 1表现出相对较高的吸附容量（379.13 mg g）。–1），超过大多数Cu 2+吸附剂。即使存在不同的金属离子和高浓度的干扰离子，也可以实现Cu 2+的高选择性吸附。此外，在共存离子的存在下优异的水稳定性以及高去除效率为MOF 1在实际应用中提供了可能性。通过UV-vis，傅立叶变换红外和荧光寿命技术系统地研究了Cu 2+选择性吸附的机理，这可能源于Cu 2+与羧酸氧原子之间的强相互作用。我们的工作可能会为将MOF变成水污染物吸附材料开辟一条道路。
更新日期：2018-04-19
中文翻译：
高度稳定的氢键结合的金属有机框架有效地，选择性地去除水溶液中的铜（II）
铜（II）在自然界是必不可少的元素，而暴露于过量的Cu 2+可能会导致健康问题。必须开发出从水溶液中有效吸收Cu 2+的新策略。在此，精心构建了具有高稳定性的氢键金属有机骨架（MOF）[（Zn 3 L 3（H 2 O）6 ] [（Na）（NO 3）]（1））。 MOF 1中的铜离子被设计为识别Cu 2+并与之进一步协调的活性位点。未经预处理，MOF 1表现出相对较高的吸附容量（379.13 mg g）。–1），超过大多数Cu 2+吸附剂。即使存在不同的金属离子和高浓度的干扰离子，也可以实现Cu 2+的高选择性吸附。此外，在共存离子的存在下优异的水稳定性以及高去除效率为MOF 1在实际应用中提供了可能性。通过UV-vis，傅立叶变换红外和荧光寿命技术系统地研究了Cu 2+选择性吸附的机理，这可能源于Cu 2+与羧酸氧原子之间的强相互作用。我们的工作可能会为将MOF变成水污染物吸附材料开辟一条道路。
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