化學科學與工程學院閆冰團隊合成磷酸功能化的β-酮烯胺和苯並惡唑連接的共價有機框架材料(COFs)用於去除汙染水環境中的鈾U(VI),相關成果發表於《先進功能材料》
來源:化學科學與工程學院
時間:2023-12-26 瀏覽😍:
眾所周知👩🏫❗️,含鈾廢水的排放已經對生態環境造成了不可逆轉的傷害。當含鈾廢水進入生態系統,將對環境本底造成嚴重輻射🫲🏽,致使一些植物不能正常生長💇🏻♂️。當含鈾食品被食入人體後,對於可溶性的鈾🕦🫴🏿,將會被人體肺部所直接吸收,鈾的化學毒性會使人體產生各種疾病;對於不可溶的鈾𓀗,它將會在人體中存在幾個月幾年甚至更長的時間🤲🏼,這樣也會使人體各個器官遭到嚴重損傷。此外👯♀️,核廢水中還含有多種其它高毒性化學元素,如Sr、Co、I和Cs。因此,開發合適的材料用於從汙染的水系統中選擇性地去除U(VI)是至關重要的⚱️🧗🏻。
恒达平台化學科學與工程學院閆冰教授團隊長期致力於共價有機框架材料(COFs)的功能化及應用研究,先後在Anal. Chem.,Small、Chem. Eng. J.,ACS Sustainable Chem Sci. Eng.,ACS Appl. Mater. Interface,J. Hazardous Mater.,Sens. Actuators B-Chem.,J. Mater. B/C,Talanta等主流期刊上發表論文20余篇,並受邀撰寫該領域評述工作於Chemistry -A European Journal上在線正式發表。近日⚾️,該團隊成功地合成β-酮烯胺和苯並惡唑連接的共價有機框架材料,並進行磷酸功能化改性,將之應用於從汙染的水環境中去除鈾U(VI)👐🏿,相關成果“β-Ketoenamine and Benzoxazole-Linked Covalent Organic Frameworks Tailored with Phosphorylation for Efficient Uranium Removal from Contaminated Water Systems”發表於國際知名期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)🤦🏿♀️🌟。
研究人員利用兩個相同的配體在不同的條件下合成兩例COF材料(TpPa-2OH和TpDBD)🙇🏼♂️,並成功地進行磷酸功能化反應得到兩例高效的鈾吸附材料(TpPa-2OH-Phos和TpDBD-Phos)🙌🏿。實驗結果表明,TpPa-2OH-Phos和TpDBD-Phos在pH=5的條件下對鈾U(VI)的吸附量分別可達410.9 mg·g-1和633.3 mg·g-1。一系列表征和DFT計算表明吸附劑中的N和O與UO22+的配位對鈾吸附起著關鍵作用。此外,課題組研究了吸附劑TpDBD-Phos在真實水環境(渤海海水、黃海海水🙅🏿♂️、恒达河水⛹🏿♂️、雨水)中的鈾吸附性能。結果顯示TpDBD-Phos在雨水中對UO22+的去除率高達87.71%👩🦲。
TpPa-2OH-Phos和TpDBD-Phos合成示意圖
閆冰教授為論文的獨立通訊作者🆕🥖,化學科學與工程學院博士研究生梅鬥超為論文第一作者。該研究工作得到國家自然科學基金項目的支持。
論文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202313314