这次，安徽工业大学的水恒福教授跟中科院大连化物所的李贺研究员联手，把两种新型的二维π-共轭COFs给合成出来了。这个材料除了把高BET比表面积、高化学稳定性还有热稳定性都给兼具了以外，还能把碘蒸气给高效吸附住。这次研究人员通过在静态条件下进行测试，就把这两种材料的碘蒸气吸附量给测出来了。TFPB-BPTA-COF的碘蒸气吸附量达到了4.02 g g⁻¹，而TFPB-PyTTA-COF的更是直接突破到了5.62 g g⁻¹。这两个数据都把已有的大部分碘吸附材料给比了下去。 理论计算早就说过，含芘环的π-共轭结构能够跟碘分子形成多重弱相互作用，能极大地提高吸附容量。现在经过红外、拉曼和XPS谱学的联合验证，大家也知道了这个现象。这两种COFs材料在孔道里存在物理捕获的情况，另外骨架上的亚胺氮原子还会跟碘分子发生电子转移，产生化学键合的现象。物理孔道提供了很多位点，而化学作用则能大幅增强结合力。 给这些材料加上双重机制后就会产生协同增效的效果，脱附再生温度也就升高到了200 ℃以上。最关键的是循环稳定性还能超过5次吸附-脱附循环呢！这个性能真的是挺不错的。 研究人员还通过详细的光谱分析确认了这个过程。他们用红外光谱和拉曼光谱去观察材料的结构变化，用XPS去看元素组成和化学键的情况。 由于核裂变产物131I有高挥发性还有强穿透力，所以很容易扩散到海洋里去。海洋生物把它富集起来以后就会进入到人体里面去了，严重的话可能还会导致基因突变甚至是肿瘤呢！由于碘本身在工业排放中就是副产物出现，所以并没有标准的检测方法来专门对付它。 现在市面上虽然也有基于COFs的碘吸附研究了，但是对碘蒸气特别灵敏而且再生性能特别好的吸附剂还是很稀缺的。 这次突破主要是因为这两个新型COFs具有高BET比表面积还有优异化学与热稳定性。 COFs凭借低密度、高比表面积还有可设计结构与官能团这三大优势，在吸附、分离、发光和催化这些领域都屡创纪录。这次科研人员通过精确调控骨架结构把能对碘有特异性吸附的COFs给“定制”出来了。 虽然131I难检测难拦截是个难题，不过这两个新型COFs就可以完美解决这个问题了。 虽然现在还没有大规模应用，但只要成本、批量制备均匀性还有海水基质干扰这些问题解决好了，核废水中的131I很快就能被锁定住了！ 接下来团队还要继续优化单体纯度还有聚合条件去提升克级制备的一致性呢！