Metal-organic frameworks (MOFs) offer great promise in a variety of gas and liquid-phase separations. However, excellent performance on the lab-scale hardly translates into pilot or industrial-scale applications due to their microcrystalline nature. Therefore, MOF structuring into pellets or beads is a highly solicited and timely requirement. In this work, a general structur-ing method is developed for preparing MOF-polymer composite beads based on an easy polymerization strategy. This method adopts biocompatible, biodegradable polyacrylic acid (PAA) and sodium alginate monomers, which are cross-linked using Ca2+ ions. Also, the preparation procedure employs water, and hence is nontoxic. Moreover, the universal method has been applied to twelve different, structurally diverse MOFs and three MOF-based composites. To validate the applicability of the structuring method, beads consisting of a MOF-polymer composite, namely Fe-BTC/PDA, were subsequently em-ployed for the extraction of Pb and Pd ions from real-world water samples. For example, we find that only one gram of Fe-BTC/PDA beads is able to decontaminate > 10 liters of freshwater containing highly toxic lead (Pb) concentrations of 600 ppb while under continuous flow. Moreover, the beads offer one of the highest Pd capacities to date, 498 mg of Pd per gram of composite bead. Further, large quantities of Pd, 7.8 wt%, can be readily concentrated inside the bead while under contin-uous flow, and this value can be readily increased with regenerative cycling.

中文翻译：

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用于从液体流中提取金属的高多孔金属-有机骨架珠的制备

金属有机骨架 (MOF) 在各种气相和液相分离中提供了广阔的前景。然而，由于其微晶性质，实验室规模的优异性能很难转化为中试或工业规模的应用。因此，将 MOF 结构化为丸粒或珠粒是一个非常迫切和及时的要求。在这项工作中，基于简单的聚合策略，开发了一种通用的结构化方法来制备 MOF-聚合物复合珠。该方法采用生物相容性、可生物降解的聚丙烯酸 (PAA) 和海藻酸钠单体，它们使用 Ca2+ 离子进行交联。此外，制备过程使用水，因此是无毒的。此外，通用方法已应用于十二种不同的、结构多样的 MOF 和三种基于 MOF 的复合材料。为了验证结构化方法的适用性，随后使用由 MOF-聚合物复合材料组成的珠子，即 Fe-BTC/PDA，用于从实际水样中提取 Pb 和 Pd 离子。例如，我们发现只有 1 克 Fe-BTC/PDA 珠子能够在连续流动的情况下净化 > 10 升含有 600 ppb 剧毒铅 (Pb) 浓度的淡水。此外，这些珠子提供了迄今为止最高的 Pd 容量之一，每克复合珠子 498 毫克 Pd。此外，在连续流动下，7.8 wt% 的大量 Pd 可以很容易地集中在珠子内，并且该值可以通过再生循环轻松增加。随后被用于从实际水样中提取 Pb 和 Pd 离子。例如，我们发现只有 1 克 Fe-BTC/PDA 珠子能够在连续流动的情况下净化 > 10 升含有 600 ppb 剧毒铅 (Pb) 浓度的淡水。此外，这些珠子提供了迄今为止最高的 Pd 容量之一，每克复合珠子 498 毫克 Pd。此外，在连续流动下，7.8 wt% 的大量 Pd 可以很容易地集中在珠子内，并且该值可以通过再生循环轻松增加。随后被用于从实际水样中提取 Pb 和 Pd 离子。例如，我们发现只有 1 克 Fe-BTC/PDA 珠子能够在连续流动的情况下净化 > 10 升含有 600 ppb 剧毒铅 (Pb) 浓度的淡水。此外，这些珠子提供了迄今为止最高的 Pd 容量之一，每克复合珠子 498 毫克 Pd。此外，在连续流动下，7.8 wt% 的大量 Pd 可以很容易地集中在珠子内，并且该值可以通过再生循环轻松增加。这些珠子提供了迄今为止最高的 Pd 容量之一，每克复合珠子可提供 498 毫克 Pd。此外，在连续流动下，7.8 wt% 的大量 Pd 可以很容易地集中在珠子内，并且该值可以通过再生循环轻松增加。这些珠子提供了迄今为止最高的 Pd 容量之一，每克复合珠子可提供 498 毫克 Pd。此外，在连续流动下，7.8 wt% 的大量 Pd 可以很容易地集中在珠子内，并且该值可以通过再生循环轻松增加。