稀土元素（REEs）在催化剂、磁体、电池合金、陶瓷等先进材料中具有重要的应用价值。然而，从矿石中选择性分离提纯REEs仍然是一项艰巨的任务。金属有机骨架（MOFs）作为一种新兴的多孔晶体材料，基于其尺寸选择性结晶的特性，被用于选择性分离REEs。然而，迄今为止，几乎所有的MOFs都不能通过固体吸附直接选择性分离强酸中的REEs。与氧化石墨烯（GOs）相比，纳米多孔石墨烯（NG）具有更大的比表面积、更丰富的官能团和更高的传质能力，因此在海水淡化、污水处理、分子或离子分离、对映选择性分离、化学发光传感和超级电容器等领域得到了广泛的应用。

近日，中科院兰州化物所邱洪灯研究员，李湛副研究员，西北师范大学刘秀辉教授报道了采用原位固相合成法成功制备了具有较强耐酸性能的Zn-BTC MOF/NG复合材料。

文章要点

1）研究人员采用固相原位合成策略制备出MOF/NG复合材料。首先，首先，按照先前的工作制备出ZnO/NG，然后通过手动研磨将适量的BTC与ZnO/NG均匀混合，并将混合物加热以通过固相合成获得MOF/NG。

2）实验结果显示，MOF/NG复合材料在酸性体系中实现了pH稳定性和可控2D孔径与3D孔结构的协同作用。此外，由于REEs离子与O配位形成稳定的结构，MOF/NG复合材料对REEs的吸附能力与其离子半径高度相关。从而首次将MOF/NG作为快速分离REEs离子的吸附剂，使得REEs可以快速、容易地从溶液中分离出来。

研究工作提供了一种绿色、简便、规模化、高效的Zn-BTC MOF/NG的合成策略，并有望直接应用于REEs分离工业。

参考文献

Jinsheng Wu, et al, Highly Selective Separation of Rare Earth Elements by Zn-BTC Metal−Organic Framework/Nanoporous Graphene via In Situ Green Synthesis, Anal. Chem, 2020

DOI: 10.1021/acs.analchem.0c04407

https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c04407