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欧阳家风同学和谢滨骏龙同学关于1D纤铁矿型钛酸盐对Th(IV)的选择性分离及固定的研究工作被Chemical Engineering Journal接收，祝贺！
钍（Th）的天然丰度为铀（U）的3-4倍，是下一代核反应堆的优质候选燃料。此外，含Th化合物在工业催化和高质量光学透镜生产中也有广泛的用途。在天然环境中，Th主要以晶格替代的形式存在于化学性质相似的稀土或低价铀的氧化物与含氧酸盐中，含量最高可达10wt.%。稀土矿的开采、加工和精炼过程会伴随着大量含钍废水和残渣的产生。鉴于Th固有的化学毒性和放射性，上述废物的失控排放将导致长期环境危害和公共健康风险。因此，开发先进的分离材料对Th进行选择性分离、回收与固定，对于Th的资源利用以及放射性污染环境修复均具有重要的研究意义。
钛酸盐纳米材料因其高比表面积（SSA）和强离子交换特性，在放射性污染物的富集分离与环境修复领域具有较好的应用前景，但仍有必要进一步提高其离子选择性、降低吸附剂的合成成本，以及开发更为绿色环保的材料合成方法。在此，我们采用温和的有机碱转化策略宏量合成出一维纤铁矿型钛酸盐多级结构（THSs）材料，并将其用于Th(IV)的高效捕获和选择性分离性能评估。THSs独特的低维结构赋予该材料相对其体相结构更大的SSA、纳米尺寸效应以及可定制的表面基团等优势，这对于钛酸盐吸附性能与选择性的提升非常关键。
批次吸附实验结果显示，THSs在pH 2.5时对Th(IV)的最大实验吸附容量为292 mg/g；酸性条件下，THSs对Th(IV)的选择性提取相较于铀酰离子和稀土离子表现出巨大优势，其中Th(IV)/U(VI)分离因子高达722。在处理模拟稀土矿浸出液时，Th(IV)的去除率和分配系数分别达到了98.4%和1.52×105 mL/g，表明THSs可用于成分复杂的稀土矿废液中Th的高效回收。XPS、EXAFS等光谱学分析并结合DFT计算证实，Th(IV)与THSs表面的含氧末端主要通过形成单齿内层配位络合物来实现稳定的相互作用。本研究还进一步将负载Th的THSs进行烧结，通过形成稳定的ThTi2O6相，实现了Th(IV)在晶格中的完全固定，在强酸性条件下煅烧产物中Th的浸出率小于0.05%。该晶格固定新策略可有效降低废物吸附剂中Th可能造成的二次污染风险。综上所述，本研究基于一维纤铁矿钛酸盐，实现了钍的高效选择性提取，提出了锕系-镧系元素、锕系元素之间分步分离回收新理念，此外还为放射性废物的稳定地质处置提供了新见解。
文章信息：Jiafeng Ouyang#, Hussein O. Badr#, Junlong Xiebin#, Yang Yang, Lin Wang*, Yang Liu, Haowei Tu, Dadong Shao*, Zijie Li, Liyong Yuan, Michel W. Barsoum*, Weiqun Shi*. Selective Th(IV) separation and immobilization by one-dimensional lepidocrocite titanate. Chem. Eng. J. 2025, accepted. (The first three authors contributed equally to this work)