journal article·2025-10-06Open access

Metal–Organic Frameworks for Per- and Polyfluoroalkyl Substances Treatment in Contaminated Water

Rong-Ran Liang, Zhaoyi Liu, Joshua Rushlow, Jiatong Huo, Zongsu Han, Yihao Yang, Hengyu Lin, Hong-Cai Zhou

ACS Materials Letters· Volume 7· Issue 10

Abstract

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are synthetic pollutants known for their chemical stability, environmental persistence, and toxicological risks. Their widespread use has led to extensive contamination, particularly in aquatic systems. Conventional treatment methods often face challenges such as high energy consumption and the production of secondary pollutants. Metal–organic frameworks (MOFs), with their high surface areas and tunable structures, have emerged as promising materials for PFAS remediation. This review summarizes recent progress in MOF-based PFAS adsorption and degradation, highlighting key frameworks such as MIL, UiO, and ZIF. Mechanistic insights into adsorption behavior and regeneration capabilities are discussed, along with the catalytic performance of MOF composites and postmodified systems in degradation pathways. The review concludes with design strategies for next-generation MOF materials aimed at efficient, sustainable PFAS removal under realistic conditions.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Per- and polyfluoroalkyl substances research · Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications · Covalent Organic Framework Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemistry

Texas A&M University

Funding

Welch Foundation · Office of Fossil Energy

References (100+)

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1. 10.1016/j.jhazmat.2021.12781010.1016/j.jhazmat.2021.127810 ↗
2. 10.1016/j.jece.2021.10578410.1016/j.jece.2021.105784 ↗
3. 10.3390/polym1211264810.3390/polym12112648 ↗
4. 10.1016/j.foodchem.2017.03.07410.1016/j.foodchem.2017.03.074 ↗
5. 10.1289/EHP633510.1289/EHP6335 ↗
6. 10.1021/acs.est.0c0303510.1021/acs.est.0c03035 ↗
7. 10.1039/C8NJ03312A10.1039/C8NJ03312A ↗
8. 10.1016/j.matt.2022.07.02810.1016/j.matt.2022.07.028 ↗
9. 10.1038/s41370-018-0094-110.1038/s41370-018-0094-1 ↗
10. 10.1021/acs.estlett.0c0025510.1021/acs.estlett.0c00255 ↗
11. Drinking Water Health Advisories for PFOA and PFOS. EPA 822-F-16-003. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, 2016. https://www.epa.gov/sites/default/files/2016-06/documents/drinkingwaterhealthadvisories_pfoa_pfos_updated_5.31.16.pdf (accessed 2025-07-21).
12. 10.1016/j.jhazmat.2014.04.03810.1016/j.jhazmat.2014.04.038 ↗
13. 10.1016/j.cej.2020.12750910.1016/j.cej.2020.127509 ↗
14. 10.1016/j.cej.2017.07.07610.1016/j.cej.2017.07.076 ↗
15. 10.1016/j.jhazmat.2017.11.04810.1016/j.jhazmat.2017.11.048 ↗
16. 10.1016/j.ceja.2020.10004210.1016/j.ceja.2020.100042 ↗
17. 10.1016/j.chemosphere.2020.12758710.1016/j.chemosphere.2020.127587 ↗
18. 10.1016/j.jhazmat.2020.12360610.1016/j.jhazmat.2020.123606 ↗
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20. 10.1016/j.cej.2017.09.06110.1016/j.cej.2017.09.061 ↗
21. 10.1002/etc.375010.1002/etc.3750 ↗
22. 10.1016/j.chemosphere.2014.01.07210.1016/j.chemosphere.2014.01.072 ↗
23. 10.1016/j.jhazmat.2019.12149110.1016/j.jhazmat.2019.121491 ↗
24. 10.2166/aqua.2007.00510.2166/aqua.2007.005 ↗
25. 10.1021/cr300014x10.1021/cr300014x ↗
26. 10.1021/ar000034b10.1021/ar000034b ↗
27. 10.1021/acs.accounts.1c0070710.1021/acs.accounts.1c00707 ↗
28. 10.1021/cr200101d10.1021/cr200101d ↗
29. 10.1039/C4CS00032C10.1039/C4CS00032C ↗
30. 10.1002/anie.20201525010.1002/anie.202015250 ↗
31. 10.1021/acs.chemrev.9b0075710.1021/acs.chemrev.9b00757 ↗
32. 10.1039/b807080f10.1039/b807080f ↗
33. 10.1038/s41563-018-0189-z10.1038/s41563-018-0189-z ↗
34. 10.1039/C7CS00122C10.1039/C7CS00122C ↗
35. 10.1016/j.chempr.2019.04.01310.1016/j.chempr.2019.04.013 ↗
36. 10.1002/anie.20060187810.1002/anie.200601878 ↗
37. 10.1021/ar200028a10.1021/ar200028a ↗
38. 10.1016/j.jhazmat.2012.11.01110.1016/j.jhazmat.2012.11.011 ↗
39. 10.1021/jacs.3c1448710.1021/jacs.3c14487 ↗
40. 10.1021/acs.iecr.5c0104110.1021/acs.iecr.5c01041 ↗
41. PFAS Technical and Regulatory Guidance Document. Interstate Technology & Regulatory Council, Washington, DC, 2023. https://pfas-1.itrcweb.org (accessed 2025-07-23).
42. 10.1007/s42452-021-04163-w10.1007/s42452-021-04163-w ↗
43. 10.1021/acs.cgd.9b0095510.1021/acs.cgd.9b00955 ↗
44. 10.1021/acs.chemmater.9b0099410.1021/acs.chemmater.9b00994 ↗
45. 10.1002/chem.20070018110.1002/chem.200700181 ↗
46. 10.1073/pnas.060243910310.1073/pnas.0602439103 ↗
47. 10.1016/j.micromeso.2022.11174010.1016/j.micromeso.2022.111740 ↗
48. 10.1021/acs.est.5b0080210.1021/acs.est.5b00802 ↗
49. 10.1016/j.jddst.2020.10221710.1016/j.jddst.2020.102217 ↗
50. 10.1002/adma.20221130210.1002/adma.202211302 ↗
51. 10.1021/ja805795310.1021/ja8057953 ↗
52. 10.1021/acsmaterialslett.1c0025010.1021/acsmaterialslett.1c00250 ↗
53. 10.1016/j.apcatb.2017.03.01810.1016/j.apcatb.2017.03.018 ↗
54. 10.1021/acs.inorgchem.3c0016010.1021/acs.inorgchem.3c00160 ↗
55. 10.1039/C5DT02276B10.1039/C5DT02276B ↗
56. 10.1038/s41467-017-01208-w10.1038/s41467-017-01208-w ↗
57. 10.1021/jacs.6b0006910.1021/jacs.6b00069 ↗
58. 10.1002/aenm.20200209110.1002/aenm.202002091 ↗
59. 10.1002/admi.20200175910.1002/admi.202001759 ↗
60. 10.1002/adma.20240719410.1002/adma.202407194 ↗
61. 10.1126/science.111627510.1126/science.1116275 ↗
62. 10.1007/s10450-008-9137-610.1007/s10450-008-9137-6 ↗
63. 10.1002/adfm.20080113010.1002/adfm.200801130 ↗
64. 10.1016/j.jhazmat.2010.05.04710.1016/j.jhazmat.2010.05.047 ↗
65. 10.1021/acs.inorgchem.9b0038010.1021/acs.inorgchem.9b00380 ↗
66. 10.1016/j.jhazmat.2020.12268610.1016/j.jhazmat.2020.122686 ↗
67. 10.1016/j.cej.2020.12685210.1016/j.cej.2020.126852 ↗
68. 10.1016/j.chemosphere.2020.12807210.1016/j.chemosphere.2020.128072 ↗
69. 10.1016/j.matlet.2019.04.11310.1016/j.matlet.2019.04.113 ↗
70. 10.1021/acssuschemeng.8b0557210.1021/acssuschemeng.8b05572 ↗
71. 10.1246/cl.21023310.1246/cl.210233 ↗
72. 10.1021/acs.est.1c0397410.1021/acs.est.1c03974 ↗
73. 10.1016/j.micromeso.2016.08.04610.1016/j.micromeso.2016.08.046 ↗
74. 10.1016/j.cattod.2019.12.03610.1016/j.cattod.2019.12.036 ↗
75. 10.1016/j.chroma.2019.46061610.1016/j.chroma.2019.460616 ↗
76. 10.1016/j.envres.2022.11308310.1016/j.envres.2022.113083 ↗
77. 10.1021/acs.chemmater.1c0032410.1021/acs.chemmater.1c00324 ↗
78. 10.1016/j.jcis.2022.05.05010.1016/j.jcis.2022.05.050 ↗
79. 10.1002/adfm.20240993210.1002/adfm.202409932 ↗
80. 10.1016/j.jcis.2023.01.03210.1016/j.jcis.2023.01.032 ↗
81. 10.1002/cssc.20240006910.1002/cssc.202400069 ↗
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84. 10.1039/D0CC06429G10.1039/D0CC06429G ↗
85. 10.1080/0149639100360842110.1080/01496391003608421 ↗
86. 10.1007/s11356-015-5353-210.1007/s11356-015-5353-2 ↗
87. 10.1021/acs.est.0c0822410.1021/acs.est.0c08224 ↗
88. 10.1039/B711844A10.1039/B711844A ↗
89. 10.1073/pnas.112011210910.1073/pnas.1120112109 ↗
90. 10.1002/wer.148310.1002/wer.1483 ↗
91. 10.1016/j.watres.2023.11982910.1016/j.watres.2023.119829 ↗
92. 10.1021/es902651g10.1021/es902651g ↗
93. 10.1016/j.jhazmat.2015.04.02410.1016/j.jhazmat.2015.04.024 ↗
94. 10.1016/j.cej.2021.13289510.1016/j.cej.2021.132895 ↗
95. 10.1016/j.jhazmat.2023.13226410.1016/j.jhazmat.2023.132264 ↗
96. 10.1016/j.cej.2022.13906310.1016/j.cej.2022.139063 ↗
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99. 10.1016/j.jece.2023.11183310.1016/j.jece.2023.111833 ↗
100. 10.1002/rem.2155310.1002/rem.21553 ↗