一种用于合成异孔共价有机框架膜以快速富集铀酰离子的通用方法

《Nature Communications》：A general method for synthesizing heteropore covalent organic framework membranes to rapidly enrich uranyl ions

　　

摘要

异孔共价有机框架膜因其兼具快速传输能力和强亲和力，预计在铀提取方面表现出优异的性能。然而，当引入支撑基底时，共价有机框架网络的生长方向容易受到干扰，这给制备具有明确层次结构的共价有机框架膜带来了重大挑战。本文介绍了一种制备异孔共价有机框架膜的一般合成方法：首先将共价有机框架纳米颗粒预涂在尼龙基底上，随后在溶剂热条件下，共价有机框架网络会沿着纳米颗粒的排列方向生长。该方法适用于多种共价有机框架体系，包括单孔（采用sql网络）和双孔（采用kgm网络）结构。制备出的异孔共价有机框架膜的孔径范围为7.1/26.9 ?至11.2/34.3 ?和14.0/42.1 ?。其中，具有7.1/26.9 ?双孔结构的共价有机框架膜在铀酰离子传输速率方面表现最佳，其传输速度是典型单孔共价有机框架膜的4.3倍。经过辐照处理后，该膜能够将海水中的铀(VI)离子转化为不溶性沉淀物，这为具有合成工程功能的异孔共价有机框架膜提供了一种多功能的设计范例。