离子液辅助实现碘的高效捕获

2025-01-23 10:17:20 sh默尼 4

核能是具有清洁、低碳且能量密度高等优势的战略能源,与风、光和水等非化石能源共同组成了绿色能源体系。核能发电是是实现低碳发电的一种重要方式。为了使核电能更好地服务于生产生活,高效处理这一过程产生的核废物尤为重要。这些废物中包含大量放射性核素,如放射性碘(包括131I129I,其中131I具有引发甲状腺癌的风险,而129I的半衰期长达1.57×107年)。这些放射性废物源自核裂变过程,它们能够在生态系统中累积,并通过食物链传递。因此,放射性碘捕获材料的研发对生态美好和人类健康都具有重要意义。


目前,银掺杂的吸附剂广泛用于核工业中放射性碘的去除,但相关材料往往吸附容量较低(按Ag计,1.18 g g-1)且成本高昂。其它多种可用于捕获碘的新型吸附剂,如铋改性材料、共价有机框架(COFs)、金属有机框架(MOFs)、纳米多孔有机聚合物(NOPs)和超交联聚合物(HCPs)等,往往制备不易且吸碘后不能长期稳定存储。相应经济环保且高效的材料仍有待研发。离子液体(ILs)具有可设计性强、化学稳定性好等特性,其中咪唑类ILs在快速高效捕获及可靠储存碘方面表现较好。此外,卤键的强度能显著影响材料的碘捕获性能。

基于此,来自四川大学何玲陶国宏团队从富含杂原子的天然产物姜黄素出发,基于氢键重构策略制备了两种姜黄素基离子液体[EMIm][Cur][BMIm][Cur],其对碘的吸附容量分别可达5.13 g g-15.14 g g-1,且吸附后能在120 h的时间里稳定存储。


原文链接:

https://doi.org/10.1039/d4ta00592a

原文作者:

Ling-Qiong Gou, Yuan-Hao Wang, Shuang-Long Wang, Jia-Ying Liu, Xin Xin, Xin-Hong Xu, Song Qin, Ling He, and Guo-Hong Tao

DOI: 10.1039/d4ta00592a


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