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磺化共价有机框架(COFs)的分子设计、制备、与放射性元素处理研究
结题报告
批准号:
21966002
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
41.0 万元
负责人:
罗峰
依托单位:
学科分类:
放射化学与辐射化学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗峰
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中文摘要
铀被誉为核工业的“粮食”,但我国铀资源却相当贫乏,因此迫切需要解决从强酸性乏燃料和含铀废水以及碱性海水中进行铀资源回收利用。然而大多数吸附剂因耐酸碱性、耐辐照稳定性较差而严重受限于上述应用。针对这一难题,本项目拟选择新兴耐酸碱较好的有机-框架材料(COFs)为研究对象,拟通过引入磺酸基团不仅达到进一步提高材料耐酸碱、耐辐照能力,同时提高材料对铀的选择性吸附能力;制备系列磺酸功能化且孔壁磺酸数目可调、孔径大小可调的COFs材料,探索他们在酸性、碱性溶液中铀的吸附和实际放射性废液以及海水中铀的提取;揭示材料在酸、碱条件下的铀吸附能力与磺酸功能化、孔壁上磺酸数目、以及孔径大小的关系,并从结构上明确磺酸与铀的配位方式,阐明整个吸附机理和相关构效关系;赛选出适用于乏燃料后处理流程中铀的分离纯化、酸性含铀废水和海水提铀的新材料和新方法,对核燃料循环过程中铀污染的治理和核能的清洁可持续发展具有重要意义。
英文摘要
Uranium is regarded as the "grain" of nuclear industry, but uranium resources in China are very scarce. Therefore, it is urgent to solve the problem of uranium recovery and utilization from strong acid spent fuel, waste water containing uranium and seawater. However, most adsorbents are severely restricted by these applications due to their weak acid and alkali resistance and poor radiation stability. In order to solve this problem, covalent organic framework (COF), a new porous material with good acid and alkali resistance, was chosen as the research object. And through the introduction of sulfonic groups the ability of acid-alkali resistance and radiation resistance was expected to be improved, while the selective adsorption ability of uranium was improved. We will also construct a series of sulfonic acid functionalized COFs) with adjustable pore size, and then explore the adsorption of uranium in acidic and alkaline solutions and the extraction of uranium from actual radioactive waste liquid and seawater, thus revealing the relationship between the adsorption ability of uranium and sulfonic acid functionalization, as well as the number of sulfonic acid on pore wall and pore size. Moreover, we can also structurally disclose the coordination mode between sulfonic acid and uranium, and the whole adsorption mechanism and structure-activity relationship. Based on these results, we can obtain the best COF material and related technique for the separation and purification of uranium in the reprocessing process of spent fuel, acid uranium-containing wastewater and seawater for uranium extraction, thereby providing a new solution for the treatment of uranium pollution during the nuclear fuel cycle and the clean and sustainable development of nuclear energy.
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A robust Th-azole framework for highly efficient purification of C2H4 from a C2H4/C2H2/C2H6 mixture
强大的 Th-氮唑框架,可从 C2H4/C2H2/C2H6 混合物中高效纯化 C2H4
DOI:10.1038/s41467-020-16960-9
发表时间:2020-06-22
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Xu, Zhenzhen;Xiong, Xiaohong;Chen, Banglin
通讯作者:Chen, Banglin
DOI:10.1002/advs.202300408
发表时间:2023-05
期刊:ADVANCED SCIENCE
影响因子:15.1
作者:Xu, Ying;Yu, Zhiwu;Zhang, Qingyun;Luo, Feng
通讯作者:Luo, Feng
DOI:10.1021/acs.inorgchem.2c00075
发表时间:2022-05
期刊:Inorganic chemistry
影响因子:4.6
作者:Yi-Wei Huang;Han Feng;Xiao-hong Xiong;Feng Luo
通讯作者:Yi-Wei Huang;Han Feng;Xiao-hong Xiong;Feng Luo
DOI:10.1021/acs.chemmater.3c01220
发表时间:2023-07
期刊:Chemistry of Materials
影响因子:8.6
作者:L. Guo;Qing-yun Zhang;Zhiwu Yu;R. Krishna;Feng Luo
通讯作者:L. Guo;Qing-yun Zhang;Zhiwu Yu;R. Krishna;Feng Luo
General Approach for Constructing Mechanoresponsive and Redox-Active Metal-Organic and Covalent Organic Frameworks by Solid-Liquid Reaction: Ferrocene as the Versatile Function Unit
通过固液反应构建机械响应和氧化还原活性金属有机和共价有机框架的通用方法:二茂铁作为多功能功能单元
DOI:10.1021/acs.inorgchem.0c00558
发表时间:2020
期刊:Inorganic Chemistry
影响因子:4.6
作者:Xue Feng Feng;Wen Hui Yin;Ya Ling Fan;Meng Jia Yin;Zhen Zhen Xu;Feng Luo
通讯作者:Feng Luo
设计、合成高稳乙烯桥联富氮共价-有机框架用于极端条件下碘分子去除及机理研究
  • 批准号:
    22376024
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
MOF++技术用于贵金属催化剂制备、机理和催化性能研究
  • 批准号:
    21871047
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
金属-有机框架协同硫酸亚铁一步法还原六价铬及去除的研究和机理探讨
  • 批准号:
    21661001
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
双核稀土单分子磁体的分子设计和性能调控
  • 批准号:
    21261001
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
含自旋转换和单分子磁双功能磁性材料的分子设计和性能研究
  • 批准号:
    21203022
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金