从海水中提取铀(UES)的效率受到材料设计的限制,例如铀选择性结合位点、它们的均匀分布、表面积暴露、扩散率和稳定性。
近日,印度CSIR-中盐和海洋化学研究所Shilpi Kushwaha,Ketan Patel开发了一种新的有机模块来设计多孔HOF,CSMCRIHOF-1,它显示了一组独特的自支撑永久孔,不像许多其他HOF那样由溶剂分子辅助。
文章要点
1)具有扩展的吡啶和苯氧亚胺部分共轭的多孔CSMCRIHOF-1的设计为U提供了合适的结合位点。此外,CSMCRIHOF-1在水、酸、碱、盐和高离子强度介质中具有极好的稳定性,因此坚固耐用。
2)CSMCRIHOF-1的多种性能、合成简单、可加工性和易再生使其成为一种适合于UES实际应用的吸附剂。研究人员还首次证明了多孔CSMCRIHOF-1可以被溶液处理成厚度可调的大面积晶态自支撑薄膜。
3)40 nm的TFCH具有17.80 mg U/g TFCH的突破性UES效率,U/V选择性比大于1.2倍,5次吸附-脱附循环使用寿命长等优点。这种基于HOF的薄膜吸附剂可以很容易地通过简单的重结晶进行再生,表现出回收的CSMCRIHOF-1。因此,CSMCRIHOF-1的多功能性和TFCH的制造是UES的里程碑。
4)由于这些薄膜可以大面积生长并以卷对卷的方式浇注,因此这些材料的最佳方式是将它们放置在海水淡化原型模块中。该模块含有串联的多孔支撑的TFCH薄片,以进一步研究具有最佳停留时间的模块的效率,以便更大规模地提取铀。
这些结果将激发人们更多的研究兴趣,探索用于构建新的HOF的苯氧亚胺模块,并简化HOF薄膜和膜的制备,以利用其在催化、分离、储能、涂层、复合材料和传感等方面的广泛应用。
参考文献
Kaushik et al., Large-area self-standing thin film of porous hydrogen-bonded organic framework for efficient uranium extraction from seawater, Chem (2022)
DOI:10.1016/j.chempr.2022.07.009
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.07.009