共价有机框架材料及其在关键核素分离中的应用进展

共价有机框架材料（COFs）是一类由共价键连接的多孔晶态材料。因具有单体链接方式灵活、结构可调、活性位点丰富、比表面积大、理化性质相对稳定等特点,它们在气体储存与分离、能量储存、催化和光电学领域受到了广泛的关注。本文主要从结构设计、合成方法及功能化、材料的分析表征和晶形控制等方面概括地介绍了COFs材料。在此基础上,综述了COFs材料在关键核素分离方面的研究进展,并展望了其在核素分离领域的应用前景和今后的研究方向。     

用于放射性核素吸附分离的有机多孔材料研究进展

在核能的开发利用过程中会不可避免地向环境系统释放放射性核素,对核能发展及环境安全造成压力。放射性污染介质的净化修复是核环境安全和核能可持续发展所关注的重要方面,也是人与自然和谐共生的重要前提。近年来,有机多孔材料由于稳定性好、比表面积大、易于进行结构调控和功能化等优点,作为一类新型吸附材料在环境放射性污染治理领域展现出巨大的潜能。本文介绍近年来有机多孔材料在放射性核素分离领域的研究进展,并从计算机辅助设计和实际应用两方面,讨论有机多孔材料在放射性核素吸附分离方面的机遇与挑战,以期为我国开发高效的放射性污染控制方法和工艺提供参考。     

基于紫精的阳离子型有机聚合物对钼锝分离的应用研究

为了寻找新型的高效钼锝分离材料,提高淋洗液中^99mTc放射性浓度以满足医学诊断的使用,本研究合成一种基于紫精的阳离子型有机聚合物（VBCOP）,使用Re作为Tc的非放射性替代物,研究VBCOP对ReO^-₄以及MoO^2-₄的吸附性能,分别探究pH和Mo、Re的初始浓度对Mo、Re吸附性能的影响,并在此基础上探究VBCOP在含Re(Ⅶ)10 mg·L^-1和不同摩尔比的Mo溶液对Re的吸附效果。结果表明：VBCOP表现出对Re优秀的吸附性能以及良好的选择性。VBCOP在一个宽泛的pH范围内均能表现出良好的吸附性能,碱性条件对Mo的影响要大于对Re的影响。VBCOP对ReO^-₄的饱和吸附容量达597 mg·g^-1,对MoO^2-₄的饱和吸附容量为196 mg·g^-1。在中性条件下,Re∶Mo摩尔比为1∶10 000时,VBCOP仍能对ReO^-₄有一定的吸附效果（35%）,这为后续的深入研究奠定了基础。     

高分子冠状聚合物对痕量铀(Ⅵ)的选择性吸附及其在分离中的应用

近年来,高分子冠醚的出现引起了人们的广泛兴趣。S.Kopolow首先合成乙烯基苯并-15-冠-5及苯并-18-冠-6的高聚物。W.H.Teigenbaum,J.M.Lehn分别合成了聚胺和主链含胺冠醚。E.Blasius还报道了酚醛型二苯并-18-冠-6和二苯并-24-冠-     

载银钙基有机骨架材料的制备及其对Xe/Kr的吸附分离性能

以钙基有机骨架材料（Ca-SINAP-1）为基体,将银离子在此材料上负载结合,成功制备出耐一定γ射线辐照（50 kGy）的载银钙基金属有机骨架材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积与孔容孔径分析仪对其进行表征分析,并研究了载银金属有机骨架材料对Xe的吸附能力。结果表明：银离子负载于钙基金属有机骨架材料表面,材料结构未发生明显改变;样品载银量为0.93%,Xe的吸附量达到最高（3.29 mmol/g）,此时Xe/Kr的分离系数为10.71。随着载银量增加,Xe的吸附量减小,表明过多银负载可能会导致材料孔道堵塞,并不利于Xe的吸附。对于熔盐实验堆放射性尾气的处理环境,此材料具有一定潜力。     

新型磁性螯合聚合物的合成及其对铀吸附性能的研究

合成了一种新型的、具有高吸附量和机械强度且易于分离的双偕胺肟基聚合物/Fe₃O₄@SiO₂吸附剂,通过静态吸附实验,研究了pH值、固液比、吸附时间、溶液初始浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。最佳吸附条件为：pH=5、固液比为0.6 g/L、吸附时间为90 min、铀溶液初始浓度为100 mg/L,在此条件下其饱和吸附量可达到160 mg/g。吸附剂对铀的吸附遵循Langmuir等温吸附线,符合准二级动力学方程。     

磺酰基桥联杯［4］芳烃多孔配位笼对海水中U(Ⅵ)的快速吸附

设计合成具有较强铀酰离子结合能力、较快吸附动力学的多孔框架配合物对于海水中铀吸附具有重大的意义。利用对叔丁基磺酰基桥联杯［4］芳烃（H4TC4A SO2）、六水氯化钴和1,3 二（2H 四氮唑 5 基）苯（H2L）在溶剂热的条件下构筑了一例长方体状杯芳烃基多孔配位笼（Co16）,并用于对海水中铀酰离子的吸附。对Co16吸附剂进行U(Ⅵ)吸附实验发现,Co16吸附剂在较宽的pH范围内对U(Ⅵ)具有优异的吸附能力,并在90 min内达到吸附平衡,且符合准二级动力学模型。吸附等温线较好地符合Langmuir模型,表明Co16吸附剂对U(Ⅵ)的吸附属于单层吸附,且对U(Ⅵ)的吸附容量高达54731 mg/g。热力学实验表明,Co16吸附剂对U(Ⅵ)的吸附属于自发吸热的行为。把该材料置于真实海水中20 d后,其在真实海水中的吸附容量可达488 mg/g。以上结果表明,Co16吸附剂在海水铀吸附方面具有巨大的应用潜力。     

有机膦螯合树脂研究Ⅰ．D301－CMP树脂的合成及其对Am、Cm的吸附性能

报道了Ｎ，Ｎ－二乙胺甲酰甲撑二己基磷酸酯（ＤＨＤＥＣＭＰ）螯合树脂的合成及其对Ａｍ、Ｃｍ吸附行为的研究。用红外光谱法对树脂进行了表征。ＤＨＤＥＣＭＰ在树脂上的加接率为０．２７。在低酸度时，该树脂与纯ＤＨＤＥＣＭＰ的萃取行为有较大差异，而与未纯化的ＤＨＤＥＣＭＰ比较接近，在高酸度下两者的萃取行为基本一致。     

PDB-18C6对TI(Ⅰ),An(Ⅲ),Cu(Ⅱ)的吸附及从α轰击的金靶中分离~(199)TI

本文研究了用冠醚树脂二苯并-18-冠-6甲醛聚合物(简称PDB-18C6)对T1(Ⅰ),Au(Ⅲ),Cu(Ⅱ)的吸附行为。实验表明,在盐酸溶液中冠醚树脂的吸附效率顺序为Au(Ⅲ)>T1(Ⅰ)>Cu(Ⅱ)。用高氯酸和乙二醇乙醚淋洗T1(Ⅰ),Au(Ⅲ),它们的回收率一般在82-98.9％和98-100％。还在1.2m回旋加速器的外靶装置上,用25-27MeV的α粒子轰击金靶,累计束流强度为27μA·h,经处理分离后得到仅含0.50％~(200)T1的较高纯度的~(199)T1。