张鹏程同学和王思懿同学关于“粘性胶带”启发的COF/聚合物交联网络用于高效海水提铀的工作被Separation and Purification Technology接收,祝贺!
海洋中铀储量约为陆地的1000倍,是核能可持续发展的关键资源。然而,传统聚偕胺肟(PAO)基吸附材料因聚合物链聚集导致活性位点暴露不足,限制了其吸附效率。在此,我们受胶带黏附特性的启发,创新性地将二维共价有机框架(COF)纳米片作为“分子胶带”,通过共价交联和离子交联策略,将PAO分子链分散并锚定在COF表面,构建了具有三维网络结构的复合气凝胶(CP-150/CP-Ca)。该策略不仅避免了PAO的过度团聚,还通过COF的丰富官能团和孔隙结构提供了额外吸附位点。实验表明,CP-150在8 ppm铀加标的模拟海水中的吸附容量达到了275 mg/g,较纯PAO材料提升了近4倍。通过Langmuir模型和拟二级动力学分析,证实其吸附过程为单层化学吸附机制。EXAFS分析进一步揭示了铀酰离子与PAO中偕胺肟官能团形成了η²型配位结构。此外,CP-150经6次吸附-脱附循环后性能仍能保持95%,且在100倍浓度放大的真实海水(含高浓度竞争离子)中仍展现出14.7 mg/g的优异吸附能力,为实际应用奠定了基础。
该工作实现了聚合物链的高效分散与稳定,不仅为高性能PAO基吸附材料的设计提供了新思路,还首次展示了COF纳米片在海水铀提取中的独特优势。
文章信息:Pengcheng Zhang,# Siyi Wang,# Lin Wang*, Jipan Yu, Liyong Yuan, Zijie Li, Wangsuo Wu*, Zhifang Chai, Weiqun Shi*. Adhesive tape-inspired COF/Polymer crosslinked networks for efficient uranium extraction from seawater. Sep. Purif. Technol. 2025, accepted. (The first two authors contributed equally to this work)