離子液輔助實(shí)現(xiàn)碘的高效捕獲

2025-01-23 10:17:20 sh默尼 31

核能是具有清潔、低碳且能量密度高等優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略能源，與風(fēng)、光和水等非化石能源共同組成了綠色能源體系。核能發(fā)電是是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)電的一種重要方式。為了使核電能更好地服務(wù)于生產(chǎn)生活，高效處理這一過程產(chǎn)生的核廢物尤為重要。這些廢物中包含大量放射性核素，如放射性碘（包括¹³¹I和¹²⁹I，其中¹³¹I具有引發(fā)甲狀腺癌的風(fēng)險(xiǎn)，而¹²⁹I的半衰期長(zhǎng)達(dá)1.57×10⁷年）。這些放射性廢物源自核裂變過程，它們能夠在生態(tài)系統(tǒng)中累積，并通過食物鏈傳遞。因此，放射性碘捕獲材料的研發(fā)對(duì)生態(tài)美好和人類健康都具有重要意義。

目前，銀摻雜的吸附劑廣泛用于核工業(yè)中放射性碘的去除，但相關(guān)材料往往吸附容量較低（按Ag計(jì)，1.18 g g^-1）且成本高昂。其它多種可用于捕獲碘的新型吸附劑，如鉍改性材料、共價(jià)有機(jī)框架(COFs)、金屬有機(jī)框架(MOFs)、納米多孔有機(jī)聚合物(NOPs)和超交聯(lián)聚合物(HCPs)等，往往制備不易且吸碘后不能長(zhǎng)期穩(wěn)定存儲(chǔ)。相應(yīng)經(jīng)濟(jì)環(huán)保且高效的材料仍有待研發(fā)。離子液體(ILs)具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好等特性，其中咪唑類ILs在快速高效捕獲及可靠?jī)?chǔ)存碘方面表現(xiàn)較好。此外，鹵鍵的強(qiáng)度能顯著影響材料的碘捕獲性能。

基于此，來(lái)自四川大學(xué)的何玲和陶國(guó)宏團(tuán)隊(duì)從富含雜原子的天然產(chǎn)物姜黃素出發(fā)，基于氫鍵重構(gòu)策略制備了兩種姜黃素基離子液體[EMIm][Cur]和[BMIm][Cur]，其對(duì)碘的吸附容量分別可達(dá)5.13 g g^-1和5.14 g g^-1，且吸附后能在120 h的時(shí)間里穩(wěn)定存儲(chǔ)。

原文鏈接：

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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