棒状金属有机骨架（MOSF-5）纳米材料对放射性元素U（Ⅵ）的高效吸附

由于放射性元素U235（VI）不可避免地会释放到自然环境中，其潜在的毒性和不可逆性使其成为核能生产中的一个主要的污染问题。最近的研究表明，棒状金属有机骨架（MOF5）纳米材料可被用作吸附U（VI）的高效吸附剂，MOF5显示可用于快速和有效地去除放射性元素。

这篇发表在《Science Bulletin》上题为“用于高效去除U(VI)的新型棒状金属有机骨架(MOF-5)纳米材料的合成：间歇实验和光谱研究”的论文中，作者通过溶剂热法合成了棒状金属-有机骨架(MOF-5)纳米材料。并将其用于水溶液中U（Ⅵ）的有效吸附。实验结果表明，两者之间主要的相互作用机理是内球表面络合和静电相互作用。在pH=5.0和T=298K时,U(VI)在MOF-5上的最大吸附容量为237.0mg/g,5分钟内达到吸附平衡。热力学参数表明，MOF-5对U（Ⅵ）的去除是自发的吸热过程。此外，FT-IR和XPS分析表明，U(VI)在MOF-5上的高吸附能力主要是由于它含有丰富的含氧官能团(即C-O和C=O)。

金属-有机骨架(MOF)是一类由金属节点(即金属离子或簇)和配位键连接有机物组成的结晶多孔材料。MOF材料由于其结构可裁剪性、可控的孔隙率和高结晶度而成为21世纪研究最广泛的材料之一。用于MOF结构广泛使用的金属离子包括Fe(III)、Cu(II)、Ca(II)、Al(III)、Mg(II)、Zn(II)、Cd(II)、Co(II)、Zr(IV)、Ln(III)和Ti(III)，它们可以配位成各种几何形状，例如三角形双锥形、锥形、方形、四面体和八面体。制备MOF的方法可分为两类：（I）直接非水或水合成，（II）混合非水或水合成。广泛使用的合成方法包括溶剂热、水热、机械化学、逐层生长、超声波、电化学、微波和高通量合成。

自从1995年MOFs发现以来，它已广泛应用于吸附、储气、分离、催化、传感和生物医学等领域。近来，许多MOF基材料(例如SCU-100和UiO-66-AO)已经被成功合成出，并且显示比其他污染物去除U(VI)更快(在10分钟内)。到目前为止，已应用约20种MOF材料来分离U（Ⅵ）。然而，很少有文献涉及MMO-5材料对U（Ⅵ）去除的研究，特别是其之间相互作用机理。

本研究采用溶剂热法成功合成MOF-5样品，并从放射性废水中去除U（VI）。通过SEM、TEM、FT-IR、XRD、XPS等手段对MOF5的形貌和微观结构进行了表征。间歇实验以接触时间、U（Ⅵ）浓度、温度、pH和离子强度的函数进行。此外，根据实验结果和光谱表征，对U（VI）与MOF-5的相互作用机理进行了评价分析。本文着重介绍了MOF-5作为富集铀(VI)的优良备选材料的应用,为从水溶液中去除放射性元素和缓解环境污染压力提供了新材料。

文章来自phys.org网站 ，原文题目：Efficient removal of radionuclides U(VI) by rod-like metal organic framework (MOF-5) nanomaterials，由材料科技在线汇总整理。