1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1. ZIF-8的发展历史

ZIF即沸石咪唑酯骨架结构材料，是多孔晶体材料。在其中，有机咪唑酯交联连接到过渡金属上，形成一种四面体框架。很多不同的ZIF结构通过简单调整交联-交联相互作用就可以形成[1]。

美国加州大学洛杉矶分校和亚利桑那州立大学的研究人员联合合成了一种金属-有机沸石类似物，该类似物含两种不同的笼状结构[2]。这种新的多孔材料主要是在A型沸石（LTA）骨架中嵌入咪唑酯（Imidazolate），形成一种新型沸石咪唑酯骨架结构材料（Zeolitic Imidazolate Frameworks，ZIFs）。

沸石对有机污染物有很强的吸附能力，且主要取决于有机物分子的大小和极性[3]。沸石作为生物滤池的填料，与混凝沉淀、超滤组合后用于处理微污染地表水，出水COD在2 mg/g左右，去除率约为60%，出水水质达到了《生活饮用水卫生标准》的要求[4]。天然沸石具有良好的吸附性和离子交换性能，因而在去除重金属污染的研究中得到广泛的关注。

虽然沸石有着非常好的理化性质。但是还是存在缺点，影响了它在水处理方面的应用。天然沸石含有许多杂质，内部孔道相互连通程度较差，而且容易形成堵塞[5]。此外，沸石表面硅氧结构本身带负电荷，具有极强的亲水性，导致吸附有机物能力差，难以去除水中的阴离子污染物[6]。此外，天然沸石的孔径较小，难以去除粒径较大的物质。天然沸石的这些缺陷严重阻了它在水处理领域的应用，但是，利用一定的方法处理沸石改变其物化性质，可以明显增大比表面积、提高其孔隙率以及离子活性[7]，从而改善吸附性能、离子交换性能和其它理化指标,扩大它在社会生产中的应用范围。

2. ZIF-8的发展现状

结构决定性能，性能决定应用，不同方法合成的ZIF-8其性能会有所差别[8]。ZIF-8是目前研究最多的一种沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIFs），它具有很高的比表面积和热稳定性，具有灵活的化学结构，在化学工业上具有很广的应用前景[9]。ZIF-8具有很好的催化活性，当ZIF-8粒子负载上其他金属粒子后，活性大大增强[10]。

ZIF-8主要合成方法有溶剂热法、液相扩散法、模板法、超声波法和微波法等。目前还发展了几种新方法：利用表面活性剂、离子液体热、微反应器等方法[11]。表面活性剂是一种绿色无污染的物质，在含有表面活性剂的溶液中合成ZIF-8，能够控制ZIF-8粒子的大小，实现对其粒径的调控；离子液体是一种溶解性极高的有机溶剂，同时也是一种绿色溶剂，它能够替代水热法所用的DMF、DEF等溶剂，实现反应的绿色化；微反应器是一种能够实现快速混合的工具，相较于其他方法，它使反应两相的混合更加充分彻底，这有利于合成ZIF-8[12]。此外，此法的一个显著优点是可以实现连续生产，这对ZIF-8的工业化的应用很有帮助。

3. 砷的危害

随着工业的快速发展，含有大量有毒有害有机物的废水未经处理或未经完全处理排水地球水环境中，导致了严重的水污染问题。大量含有重金属的工业废水和城市生活污水排放到环境中，对大气、土壤和水环境造成了严重污染。工业生产过程中产生的废水通常含有大量的有毒有害有机污染物质，并且难于生物降解[13]。重金属废水主要含有砷、汞，铅、铜、锌、铬、镍等元素，重金属废水具有毒性强、持久性，不可降解性等特点，这些重金属在水体中可通过食物链影响动植物生长最终威胁人类健康。水体重金属污染已成为当今主要的环境问题之一，因此如何无害化处理好重金属废水已是当前的亟待解决的工作。目前水体除砷技术主要有物理方法、化学方法和生物法三大类。这些传统的除砷技术去除砷的效率低下，成本较高，除砷周期长，而且很多技术实用性还达不到生产要求[14]。

砷具有毒性强，破坏生物活性等特点，对人体有致癌的危害，多个国家都受到砷的影响。砷污染主要来源于地质作用（包括地震，火山喷发、岩石风化及河流沉积等），经过氧化还原或生物反应使固定在地质中的砷被活化而进入水或土壤中，以及含砷矿（含砷矿物黄铁矿、金矿等）的开釆、冶炼（砷以废液和废渣等形式排放进入生态循环系统），含砷农药的使用等[15]。沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）是一类具有沸石拓扑结构的新型金属有机骨架材料（MOFs），因而具有类似于MOFs的结构与功能多样性及高比表面积的特点；同时ZIFs结构中金属离子与咪唑环中N原子配位形成的145#176;键角使其具有类似于沸石的高稳定性特点[16]。ZIFs材料优良的性能，使其在许多领域如液体的吸附分离、催化、磁性等都有着广泛的应用前景。科学家们正致力于ZIF材料的合成及性能应用研究。

4. 前景展望

对ZIFs进行改性处理可有效提高其离子交换性能和吸附性能，使其能够更好地应用于净化废水。在今后的研究中应逐渐用实际废水取代模拟水样，并通过中试和生产性试验，积累改性技术的较优工艺条件，使改性ZIFs更好地应用到废水处理中。两种及多种改性技术联合对ZIFs的改性效果比单一方法效果好，所以，寻找高效率、低成本的ZIFs改性方法、有效地复合改性方法可解决该问题，也是今后的研究重点[17]；改性ZIFs的再生技术不成熟，导致废水处理成本增加，ZIFs的再生和使用经常受到各种因素（如酸或高温等）的影响[18]，再生的条件和方法有待进一步探讨完善以降低废水处理成本。随着ZIFs改性技术的深入研究，改性ZIFs作为一种性能优良的材料，将在废水处理领域发挥不可替代的作用，产生巨大的社会效益和经济效益，具有广阔的应用前景[19]。ZIF-8薄膜的制备方法数不胜数，但由于成本、膜面积和质量等问题，实现ZIF-8薄膜的实际应用，仍然有很长的一段路要走。

沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8是ZIFs中研究得最广泛，也是最具有代表性的一种。随着对ZIF-8应用研究的不断扩展，关于ZIF-8的合成方法的报道也不断增多[20]。不同合成方法合成出的ZIF-8，通常比表面积和微孔孔容会有较大的差别，其性能也会有差别。因此，采用最简单、最经济、最方便快捷的方法来合成高比表面积、高性能的ZIF-8是所有 ZIFs研究者们追求的目标[21]。

总的说来，ZIF-8的研发仍存在相当大的难度，亟待化学、材料等各领域的科学家进行合作。

参考文献：

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[21] 辛云岭，李政一，郑志斌. 废水处理中沸石的应用研究进展[J]. 北京工商大学学报(自然科学版)，2005，23（3）：13~16.

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

研究问题：

砷具有毒性强，破坏生物活性等特点，对人体有致癌的危害，多个国家都受到砷的影响。目前已知的处理含砷废水的方法主要有沉淀法、离子交换法、生物法、吸附法等。其中吸附法作为一种简单易行，且除砷效果很好的处理方法而备受青睐。文献报道常用的吸附材料有：沸石、活性炭、活性氧化铝、活性铁粉、赤铁矿、氧化锆等，但此类传统的吸附材料大多存在选择性差、吸附容量低等缺点。因此，通过合成、筛选及改性的方式找出一种或多种高吸附容量的除砷材料，实现对微污染水体中砷的高效和快速去除，对于含砷水体的治理具有重大意义。

研究手段：

1.了解ZIF-8材料在水体中吸附处理砷反应方面的应用和性能。

2.掌握乙二胺改性ZIF-8材料的制备方法。

3.以改性ZIF-8材料作为吸附剂用于水体中As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的去除，探讨反应时间，浓度，溶液pH对材料除砷性能的影响。