药物化合物（特别是抗生素）的消费不断增加，导致全球环境危机，表现为水生生态系统中普遍存在生物活性残留物。兽医和人类医疗实践每年使用大量这些抗菌剂，但哺乳动物的代谢系统对这些物质的处理效率很低[1]，[2]。药代动力学数据显示，30%到90%的抗生素剂量以未代谢的形式通过尿液和粪便排出，随后进入市政废水系统[3]，[4]。虽然传统的废水处理厂（WWTPs）主要设计用于去除悬浮固体和可生物降解的有机物，但它们往往无法将这些顽固的微污染物矿化。因此，抗生素残留物不断排放到地表水中，即使在纳克到微克/升的微量浓度下也会形成伪持久性污染区[5]，[6]。
抗生素污染对水生生态系统和人类健康构成重大风险。事实上，它们对水生生物具有急性毒性，而在亚致死浓度下的长期存在会对微生物群落施加选择压力，推动抗菌素耐药性（AMR）基因的进化和传播[7]，[8]，[9]，[10]。这种现象威胁到当前医疗治疗的有效性，使得常见感染变得无法治疗。某些类别的抗生素，如四环素、氟喹诺酮类和磺胺类药物，经常在医院排放水和农业径流中被检测到，这需要紧急的修复策略[11]，[12]，[13]，[14]。例如，某些工业排放物中的四环素浓度显著超过了安全阈值，通过食物链的生物累积对下游生态系统和人类健康构成直接风险[15]，[16]。应对这一挑战需要先进的治疗技术，能够有效隔离或降解微量污染物。尽管已经采用了臭氧氧化、膜过滤和生物降解等方法，但每种方法都有其操作上的局限性[17]，[18]，[19]。高级氧化过程（AOPs）通常能耗较高，并且有可能产生有毒的转化副产物，而膜技术则面临污染和浓缩盐水残留物的问题[10]，[20]。吸附技术因其操作简单、能耗低以及产生的有毒污泥最少而成为首选[21]，[22]，[23]。
在这种背景下，金属有机框架（MOFs）作为一种多孔材料，已成为水净化的首选。MOFs由金属离子或簇与有机连接剂自组装而成，具有可调的孔结构、高比表面积和多样的表面化学性质[24]。与活性炭或沸石等传统吸附剂不同，MOFs的网状化学结构允许精确控制孔径和官能团，以靶向特定的抗生素分子[25]。例如，引入锆节点可以提高框架的化学稳定性，而使用铁节点则提供了一种无毒且经济可行的选择，适用于大规模应用[8]，[26]。
尽管MOFs具有巨大潜力，但在水处理中的实际应用历史上受到两个关键瓶颈的阻碍：在水中的不稳定性和相分离的操作难度。许多早期生成的MOFs（如基于锌或铜羧酸盐的MOFs）在接触水分或水溶液时会发生结构崩解，导致金属离子渗出和孔隙率丧失[27]，[28]。此外，MOFs通常以晶体或微晶粉末的形式合成，但这会使得在连续流动系统中的回收变得复杂，导致过滤柱压力下降，并可能因颗粒释放而造成二次污染[9]。
最近的研究致力于通过功能化、绿色化学合成、缺陷工程和宏观成型来克服这些限制。例如，Ma等人制备了一种具有羟基功能化的Tb基MOF，以提高水稳定性[29]。其他策略，如引入磁性纳米颗粒，利用外部磁场促进了吸附剂的快速回收，例如开发了磁性锡基MOFs和铁基纳米复合材料[3]，[30]。同时，将MOFs整合到宏观载体（如纤维素气凝胶、水凝胶和静电纺丝纳米纤维）中，缩小了实验室合成与工业应用之间的差距。这些复合结构不仅固定了活性MOF颗粒以防止损失，还通过保护金属配位位点免受直接水解而提高了稳定性[11]，[31]，[32]。
本综述系统地总结了2021年至2025年间基于MOFs的抗生素去除材料的进展。该工作批判性地评估了合成策略向更环保和水稳定配方的演变，并考察了物理化学参数，特别是孔隙率、磁性和形态。还关注了吸附和催化机制，理解了静电相互作用、π-π堆叠和缺陷位点的作用。此外，综述还讨论了MOFs在实际废水基质中的稳定性挑战，并评估了经济可行性所需的再生协议。通过整合来自不同结构工程方法的发现，本研究旨在提供关于MOFs用于环境修复的全面视角。
