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李思凡同学和张鹏程同学近期关于CB5-MXene复合材料对锶的高效吸附与选择性分离研究工作被J. Hazard. Mater.接收，祝贺！
为推动MXene作为先进吸附剂在放射性废水净化处理领域的应用，亟待提升该二维材料的结构稳定性及其对特定核素离子的选择性。特别是对于放射性锶-90，其作为碱土金属在pH<10的水溶液中离子种态分布单一（Sr2+），常以相互作用较弱的外层配位或单齿配位的方式与吸附剂结合，因此当前实现Sr的高选择性与高去除率捕获仍存在挑战。在此，我们基于前期研究工作（Adv. Sci. 2023, 10, 2206516）设计了MXene-大环分子组装体，并提出限域空间内多位点协同螯合Sr的新策略，随后通过理论预期-实验验证的方式示范性地证实了经上述设计后MXene吸附剂材料对Sr亲和力的显著提升。
本研究首先通过密度泛函理论方法研究了水溶性大环分子葫芦脲[5]（CB5）对二维Ti₃C₂T₂ MXene预组织及改性行为。结合能和从头算分子动力学（AIMD）模拟证实了两种不同类型的CB5-Ti₃C₂T₂（T=F、O和OH）配合物，即CB5-Ti₃C₂T₂（V）和CB5-Ti₃C₂T₂（P）构型的结构稳定性。吸附性能计算结果表明，所有被研究的CB5-Ti₃C₂T₂复合材料都能作为锶离子的高效吸附剂，其中CB5-Ti₃C₂O₂复合材料表现最佳。CB5-Ti₃C₂O₂（V）对锶离子的最低吸附能可达-7.620 eV，CB5-Ti₃C₂O₂（P）更可达-7.812 eV。CB5-Ti₃C₂T₂复合材料对锶离子的高亲和力与高选择性归因于Sr吸附过程中CB5分子与Ti₃C₂T₂ MXene之间的协同效应，其中CB5分子开口处的羰基以及MXene表面的含氧官能团对Sr的多位点稳定包合均起到重要贡献。
随后，我们成功合成了CB5-Ti3C2T2复合物，并通过吸附实验证实了其对Sr离子捕获的协同增效效应，复合物表现出良好的离子选择性和较高的去除效率。在处理低浓度含锶废水时，CB5-Ti3C2T2对Sr的分配系数和去污因子分别高达2.88×10^5 mL/g和144.9，Sr相对Ca的分离因子（SFSr/Ca）为67.5，优于目前报道的大多数吸附剂材料。同时还设计实验进一步考察该吸附剂的实际应用性，发现CB5-Ti3C2T2复合物具有良好的循环复用性和优异的抗辐照稳定性。
这项研究有望为MXene基高性能吸附剂的设计与构筑提供新策略，并进一步推动MXene材料在放射性污染环境修复领域的应用。
文章信息：Sifan Li#, Pengcheng Zhang#, Yujuan Zhang*, Kaikai Qiu, Lin Wang*, Jianhui Lan, Yu Zhang, Xuwen Zhao, Chengzhen Miao, Weiqun Shi*. Multisite synergistic interaction induced selective adsorption of CB5-Ti₃C₂T₂ complex for strontium ion: A combined theoretical and experimental study. J. Hazard. Mater. 2025, Accepted. (The first two authors contributed equally to this work)