Eftersom radionukliden 235U(VI) oundvikligen släpps ut i den naturliga miljön, dess potentiella toxicitet och irreversibilitet har gjort det till ett stort föroreningsproblem vid kärnenergiproduktion. En nyligen genomförd studie visade att ett stavliknande metallorganiskt ramverk (MOF-5) nanomaterial användes som en högeffektiv adsorbent för sorption av U(VI), vilket indikerar att MOF-5 kan användas för snabbt och effektivt avlägsnande av radionuklider.

Pappret, redovisas i Vetenskapsbulletin , har titeln "Syntes av nya stavliknande metall-organiska ramverk (MOF-5) nanomaterial för effektivt avlägsnande av U(VI):batchexperiment och spektroskopistudie." Författarna syntetiserade ett stavliknande metallorganiskt ramverk (MOF-5) nanomaterial via solvotermisk metod, och använde den för effektiv sorption av U(VI) i en vattenlösning. De experimentella batchresultaten visade att den dominerande interaktionsmekanismen var den inre sfärens ytkomplexbildning och elektrostatisk interaktion. Den maximala sorptionskapaciteten för U(VI) på MOF-5 var 237,0 mg/g vid pH =5,0 och T =298 K, och sorptionsjämvikten uppnåddes inom fem minuter. De termodynamiska parametrarna indikerade att avlägsnandet av U(VI) på MOF-5 var en spontan och endoterm process. Dessutom, FT-IR- och XPS-analyserna antydde att den höga sorptionskapaciteten för U(VI) på MOF-5 främst berodde på dess rikliga syrehaltiga funktionella grupper (dvs. C-O och C=O).

Metallorganiska ramverk (MOF) är en klass av kristallina porösa material som består av metallnoder (d.v.s. metalljoner eller kluster) och organiska länkar kopplade via koordinationsbindningar. MOF är bland de mest undersökta materialen på 2000-talet, på grund av deras strukturella anpassningsbarhet, kontrollerad porositet, och hög kristallinitet. Ofta använda metalljoner för konstruktion av MOF inkluderar Fe(III), Cu(II), Ca(II), Al(III), Mg(II), Zn(II), Cd(II), Co(II), Zr(IV), Ln(III), och Ti(III), som kan anta olika koordinationsgeometrier, såsom trigonal bipyramidal, pyramidal, fyrkant, tetraedriska och oktaedriska. Strategier för att framställa MOF kan delas in i två kategorier:(I) direkt icke-vattenhaltig eller vattenhaltig syntes och (II) blandad icke-vattenhaltig eller vattenhaltig syntes. Mycket använda syntesmetoder inkluderar solvotermiska, hydrotermisk, mekanisk-kemisk, lager för lager tillväxt, ultraljuds, elektrokemiska, mikrovågs- ​​och högkapacitetssyntes.

Sedan upptäckten av MOF 1995, de har använts inom sorptionsfälten, gaslagring, separation, katalys, sensing och biomedicin. Nyligen, många typer av MOF-baserade material (t.ex. SCU-100 och UiO-66-AO) har framgångsrikt syntetiserats och visat sig snabbt avlägsna U(VI) (inom 10 minuter) än andra föroreningar. Tills nu, cirka 20 MOF-material har applicerats på sekvesteraren U(VI). Dock, få artiklar har behandlat studien av MOF-5-material för U(VI)-borttagning, speciellt interaktionsmekanismen.

I den här studien, en solvotermisk metod användes framgångsrikt för att syntetisera ett MOF-5-prov och för att avlägsna U(VI) från radioaktivt avloppsvatten. Morfologierna och mikrostrukturerna för MOF-5 karakteriserades av SEM, TEM, FT-IR, XRD och XPS. Batchexperimenten utfördes som en funktion av kontakttid, U(VI)-koncentration, temperatur, pH och jonstyrka. Vidare, interaktionsmekanismen mellan U(VI) och MOF-5 utvärderades från de experimentella resultaten och spektroskopikarakterisering. Detta dokument lyfte fram tillämpningen av MOF-5 som en överlägsen kandidat för U(VI)-anrikning, som gav ett nytt material för att ta bort radionuklider från vattenlösningar och lindra miljöföroreningstrycket.