银及其化合物在电子电镀、医药、催化、摄影、珠宝等诸多领域的广泛应用，使有毒银不可避免地暴露在水环境中，这不仅危害生态环境和人类健康，还造成了大量银资源的浪费。从废水中选择性捕获并资源化回收银，对未来的可持续发展具有重要意义。如何提高吸附剂对废水中Ag(I)在固-液两相中的浓度分配系数、扩散速率、选择性系数和吸附稳定性，是目前最大限度回收银并提高回收成本效益亟需解决的关键问题。本论文围绕这些技术难点，通过考察含N、O、S等不同原子的官能团及其空间结构对Ag(I)的配位与识别能力，并探究不同制备方法在功能化UiO-66对Ag(I)的吸附性能特征、影响规律与作用机制，从而为金属有机框架材料的功能化设计以及重金属污染控制与资源化应用等方面提供新思路和新见解。主要研究内容包括：
　　1、系列UiO-66-X(X=(OH)2,(COOH)2,NO2,NH2,SO3H,(SH)2)的原位制备及其吸附Ag(I)性能与机理研究
　　为探究含N、O、S等原子的常见官能团对Ag(I)的配位和识别能力，通过在对苯二甲酸有机配体上引入-OH、-COOH、-NO2、-NH2、-SO3H和-SH等基团，原位制备系列UiO-66-X(X=(OH)2,(COOH)2,NO2,NH2,SO3H,(SH)2)。吸附实验结果表明-NH2、-OH、-COOH和-SH官能团都能有效提高UiO-66对Ag(I)在固-液两相中的浓度分配系数，其中UiO-66-(SH)2的浓度分配系数最大，分别是UiO-66、UiO-66-NO2、UiO-66-SO3H、UiO-66-NH2、UiO-66-(OH)2和UiO-66-(COOH)2的45.1、31.6、20.7、10.8、5.0和4.5倍。同时UiO-66-(SH)2对Ag(I)的吸附速率也最快，吸附剂的初始吸附速率(h0)UiO-66-(SH)2>UiO-66-(COOH)2>UiO-66-NH2>UiO-66-(OH)2。此外，UiO-66-(SH)2对Ag(I)还具有吸附选择性，最小选择性系数为111.1。吸附机理研究和归一化分析结果表明吸附过程主要依靠表面官能团中N、O或S原子与Ag(I)的化学配位作用，且官能团对Ag(I)的结合能力-SH>-COOH>-OH>-NH2>-SO3H>-NO2。
　　2、溶剂热法原位制备罗丹宁功能化UiO-66及其吸附Ag(I)性能研究
　　为考察官能团的空间结构对Ag(I)的选择性系数等方面的影响，选取含多个N、O、S等原子且具有环状空间结构的罗丹宁-3-乙酸修饰UiO-66，通过溶剂热法原位制备得到吸附性能最佳的罗丹宁功能化UiO-66(UiO-66/8Rd)。XRD、FT-IR、SEM、BET等分析结果证实罗丹宁基团成功引入到UiO-66骨架中，基团含量为0.46mmol/g。UiO-66/8Rd对Ag(I)的最大吸附容量(109.2 mg/g)是UiO-66的4.2倍，其中单位罗丹宁基团的吸附容量约为1.8mmol/mmol，分别是巯基、羧基、羟基和氨基的3.5、11.3、12.9和13.8倍，表明具有环状空间结构且含多个配位点的罗丹宁基团对Ag(I)有超强的配位能力。吸附平衡时间为60min，内扩散为主要的速率控制步骤。此外，UiO-66/8Rd表现出对Ag(I)超强的识别能力和高度的选择性，最小选择性系数(268.0)是UiO-66-(SH)2的2.4倍，证实具有环状空间结构的罗丹宁基团能有效提高UiO-66对Ag(I)的选择吸附性能。
　　3、溶剂辅助配体交换制备罗丹宁功能化UiO-66及其吸附Ag(I)性能研究
　　为探讨后修饰对比原位制备方法在提高功能化UiO-66对Ag(I)的吸附扩散速率等方面的影响，采用溶剂辅助配体交换将罗丹宁基团修饰在UiO-66表面，得到吸附性能最佳的罗丹宁功能化UiO-66(UiO-66-Rd)。XRD、FT-IR、SEM、BET、XPS等表征分析证实罗丹宁已成功嫁接在材料表面且晶体结构保持不变，嫁接量可达0.51mmol/g。UiO-66-Rd对Ag(I)的浓度分配系数是UiO-66/8Rd的1.2倍，且吸附可在15min内达到平衡，初始吸附速率(h0)比UiO-66/8Rd提高了3.3倍。同时UiO-66-Rd具有优异的选择吸附性能，最大选择性系数(1.7×104)比UiO-66/8Rd高约15倍。以上结果表明相比溶剂热原位制备法，通过溶剂辅助配体交换的后修饰法将罗丹宁基团修饰在材料表面，能有效提高吸附剂的吸附速率和选择吸附能力。此外，基于Dubinin-Ashtakhov模型的吸附位点能分布研究，证实通过溶剂辅助配体交换后修饰制备的UiO-66-Rd表面具有更多有效的Ag(I)吸附位点。
　　4、酰胺缩合反应制备罗丹宁功能化UiO-66-NH2及其吸附Ag(I)性能与机理研究
　　为考察化学键与配位键后修饰的方法在功能化UiO-66对Ag(I)的吸附稳定性等方面的影响，选择-NH2功能化UiO-66作为基底材料，通过酰胺缩合反应生成酰胺键锚定罗丹宁基团获得吸附性能最佳的罗丹宁功能化UiO-66-NH2(UiO-66-NH2-Rd)。XRD、SEM、TGA、BET、FT-IR、XPS和NMR等测试结果证实了酰胺键的形成以及罗丹宁在UiO-66-NH2表面的成功嫁接，嫁接量为0.73mmol/g，约是UiO-66/8Rd和UiO-66-Rd的1.6和1.5倍。同时UiO-66-NH2-Rd对Ag(I)的最大吸附容量(163.1 mg/g)约为UiO-66/8Rd和UiO-66-Rd的1.5和1.4倍，表明吸附剂表面罗丹宁数量与吸附容量呈正相关性。UiO-66-NH2-Rd的初始吸附速率(h0)是UiO-66-Rd的1.2倍，最大选择性系数(4.1×104)也比UiO-66-Rd高1.5倍，表明通过酰胺缩合增加了罗丹宁嫁接量可以提升吸附剂的吸附速率和选择吸附性能。此外，相比UiO-66-Rd，UiO-66-NH2-Rd具有更优异的循环再生性能，证实通过化学键后修饰的制备方法增强了罗丹宁与UiO-66之间的键合强度，从而有效增强吸附剂的吸附稳定性。FT-IR、XPS和DFT理论计算结果表明，罗丹宁基团中的C–S和C=S共同参与和Ag(I)配位，且Ag与S原子以单配位方式结合。
　　5、通过酰氯制备罗丹宁功能化UiO-66类材料及其吸附Ag(I)性能与应用研究
　　为探究通过酰氯与酸制备的功能化UiO-66在吸附Ag(I)的浓度分配系数等方面的影响，选择将罗丹宁酸转化为活性更高的罗丹宁酰氯。通过酰氯与UiO-66和UiO-66-NH2反应制备出性能最佳的罗丹宁功能化UiO-66类材料(UiO-66@20Rd和UiO-66-NH2@20Rd)，其罗丹宁最大嫁接量(3.78 mmol/g)比UiO-66-NH2-Rd高4.2倍。UiO-66@20Rd和UiO-66-NH2@20Rd的最大吸附容量(819.6和923.9mg/g)分别是UiO-66-NH2-Rd的5.0和5.7倍，浓度分配系数分别为UiO-66-NH2-Rd的8.2和11.2倍。通过酰氯制备的UiO-66-NH2@20Rd吸附速率非常快，1min内的去除率高达90%以上；同时还具有出色的选择吸附性和优异的重复利用性能，六次重复使用循环之后去除率仍高达98.9%。此外，固定床吸附实验表明UiO-66-NH2@20Rd具有优异的工程应用能力及出色的吸附稳定性能，可处理Ag(I)的有效柱体积高达21780BV。这些证实通过酰氯制备增加UiO-66的罗丹宁功能化效率是提高Ag(I)的浓度分配系数、吸附速率、选择性系数和吸附稳定性最有效的方法。