福建物构所硫属化物基离子交换材料研究取得系列进展

2011-5-16 15:33 来源: 中国科学院
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Dalton Trans.封面文章发表福建物构所硫属化物基离子交换材料研究成果

  当前,随着全球化石能源的日益枯竭及低碳排放的压力,核能成为替代化石能源的有效途径之一。人们对于核能的接受程度与处理核废液的能力密切相关,在放射性核废液中,Cs137具有长半衰期和生物毒害性,因而Cs的去除是处理放射性核废液的十分关键的一步。

  在973计划、国家自然科学基金、中科院重要方向项目和福建省自然科学基金等项目的支持下,福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室黄小荥研究员领导的课题组一直致力于硫属化物多孔材料的研究,提出以金属硫属四面体与含孤对电子的VA金属不对称多面体、稀土金属多面体或其他非四面体构型的多面体结合形成异核硫属簇次级构筑单元,进而形成结构新颖的新型异金属硫属化物开放骨架结构的设计策略。在该设计思想的指导下,课题组近期报道了一例三维多孔异金属硒化物[(Me)2NH2]0.75Ag1.25SnSe3,该化合物对Cs+离子有极强离子交换能力和极高选择性,离子交换前后骨架具有柔性响应(Dalton Trans. 2011, 40, 4837-4839)。

  该课题组此前报道了首例具有手性三维开放骨架结构的异金属硫化物[(Me)2NH2]2[GeSb2S6],该化合物对Cs+离子也具有强离子交换能力和高选择性,还能通过改变碱金属离子调控半导体光学带隙(Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8623-8626)。同时设计合成了一系列其他结构类型的Ge-Sb-S基异金属硫化物(Chem. Asian J. 2010, 5, 1817-1823);一系列从一维到三维结构的Hg-Sb-S/Se 基异金属硫属化物(Cryst. Growth & Des. 2010, 10, 1364-1372);首例Ga-Sb-S基异金属硫属化物(Inorg. Chem. 2009, 48, 3904-3906);以及首例四元稀土主族异金属硫属化物[La(en)4SbSnS5]2×H2O(Inorg. Chem. 2009, 48, 8060-8062)。

  该系列研究对从核废液中移除和捕获放射性铯Cs+离子具有重要意义,为发现可处理放射性核废弃物的新型材料提供了新思路。