由于現代和新興技術的快速發展，近年來對較少為人所知的元素的使用量激增，尤其是在電子和半導體行業。歐洲安全與合作組織確定了至少19種對技術至關重要的元素（TCEs），對這些元素在環境中的分布、生物毒性和生態危害的認識仍然有限[4]。在這些TCEs中，鉈（Tl）對嚙齒動物、魚類或藻類的毒性比鉛、鎘或銅等重金屬更高（參見表A1中的綜述）。美國環保署（EPA）將鉈列為優先控制的污染物（EPA [7]）。

人類活動，包括采礦、冶煉和煤炭燃燒，通過風化、淋溶和空氣傳播等過程將含鉈的礦物釋放到環境中，最終沉積在水生系統中[22]，[28]。此外，鉈還廣泛用于高科技制造、玻璃工業或醫療成像及相關設備，如紅外和X射線探測器、心血管成像和半導體應用[12]，[27]。這些行業中鉈的使用增加，提高了其通過廢水釋放到環境中的風險[12]，[18]。

環境中的鉈主要以單價形式（亞鉈，Tl(I)）和三價形式（鉈(III)）存在。更穩定且可溶的Tl(I)在水生環境中較為常見，尤其是在礦區附近，通過河流和塵埃傳播。實地研究表明，根據來源和地球化學環境的不同，地表水中的鉈濃度在全球范圍內上升了幾個數量級，從背景地表水中的亞微克/升水平到溫泉和地熱系統中的數十微克/升，以及在受采礦和工業活動影響的河流中的數百至超過1000微克/升（參見表A2中的綜述）。鉈在地表水中的存在對生態安全構成了重大風險，因為Tl(I)在低微克/升水平下就對水生生物具有急性毒性（參見表A3中的綜述）。此外，飲用水或灌溉水源、地下水和農業土壤中的鉈污染引起了嚴重關切[14]，[38]，因為生長在受鉈污染土壤中的植被和水稻會積累高濃度的鉈，通過食物鏈的生物放大作用增加了人類暴露的風險[10]，[13]，[16]，[23]。臨床研究已將Tl(I)中毒與嚴重的健康影響聯系起來，包括頭痛、嘔吐、脫發、多發性神經病變、神經毒性和死亡[1]，[8]，[20]。

鑒于這些風險，從工業廢水和受污染的水源中有效處理和回收鉈至關重要，但與重金屬和微量元素相比，關于Tl(I)去除的研究要少得多[39]，[42]。廣泛使用的基于金屬氧化物的吸附劑，如非晶態水合二氧化錳（HMO）或二氧化鈦（TiO₂），由于共存陽離子的影響，通常對Tl(I)的選擇性和吸附能力不足，從而限制了它們的實際環境應用[24]，[35]，[41]。

市售的普魯士藍（PB；鐵氰化鐵六合體，Fe?[Fe(CN)?]?·xH?O）已被用作放射性銫（Cs）和鉈中毒的口服解毒劑[25]。然而，由于其粉末形式、較差的晶體結構和異質形態，其在環境修復中的應用受到限制——這使其在固液分離方面的效率較低[29]，[42]。最近的研究通過在藻酸鹽膠囊[34]或銅氰化物功能化的介孔材料[29]等多孔載體中固定PB來增強Tl(I)的去除效果。雖然先進的復合材料（如PB@FP（UV）[44]、PB-零價鐵納米顆粒[15]、PB@Biochar [36]和PB?@Filter [44]）在Tl(I)去除方面顯示出有希望的改進，但它們往往缺乏關于環境基質影響、詳細吸附機制和長期穩定性的數據，而且單獨使用時無法將Tl(I)降低到監管標準（低于微克/升水平）[39]，[42]。許多這些方法依賴于越來越復雜的復合結構或外部能量輸入，這可以提高特定性能指標，但可能會降低機制的透明度、增加材料的不確定性或成本，并限制實際應用（參見表A4中的綜述）。仍需要研究開發出具有高選擇性、可回收性和在實際廢水中得到驗證的經濟高效吸附劑。了解Tl(I)與吸附劑之間的基本吸附過程和界面相互作用對于提高選擇性并推進新型材料的環境適用性也至關重要。

普魯士藍-金屬-有機框架（PB-MOFs）被廣泛認為是一類由金屬節點通過有機氰化物配體連接的配位聚合物的子類，具有多種形態，包括球形、立方形、線性、管狀、片狀和多面體結構[11]，[19]，[32]，[43]。本研究專注于一種簡單且穩定的立方體PB-MOF結構，該結構由鐵離子節點通過氰化物配體連接，具有內在的多孔性和結構穩定性，而不是引入可能掩蓋Tl(I)吸附機制并增加潛在材料毒性的復雜PB基復合材料。

基于結構簡化與內在多孔性相結合可以增強實際Tl(I)修復效果的假設，系統地在pH緩沖的合成溶液和天然河水中研究了Tl(I)的吸附能力、動力學和等溫線。在Tl(I)吸附前后對PB-MOFs的物理化學性質進行了表征，以支持所提出的機制。這種簡化的結構使得可以明確定義的雙域吸附機制得以實現，該機制涉及表面電靜力吸引和孔內晶格吸附，這可以通過實驗直接驗證。總體而言，這項工作表明，PB-MOFs提供了一種結構簡單但有效的Tl(I)修復吸附劑，同時解決了之前報道的基于PB的材料的關鍵局限性。