洪宇副教授在水相中碘吸附领域取得重要研究进展

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近日，理学院王洪宇副教授在水相中碘吸附领域取得重要研究进展，其研究成果发表在化学顶级学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，论文题为“Calix[4]pyrrole-based crosslinked polymer networks for highly effective iodine adsorption from water”。该论文第一作者为2019级硕士生谢林煌，上海大学为第一作者单位和第一通讯作者单位。
        核泄漏和医疗废弃物会产生大量的碘污染物，放射性碘（129I和131I）对水和空气的污染会严重威胁生态安全和人类健康。放射性碘具有长半衰期，高毒性以及难以自然分解等特点，如何处理水和空气中的放射性碘引起了广泛关注。碘分离主要采用吸附法、化学沉淀、离子交换等。吸附法具有成本低，操作简便，效率高和吸附剂可循环重复使用等优点。目前，碘吸附的研究主要集中在碘蒸气吸附和有机溶液中碘吸附，而水相中碘吸附的研究报道较少。

图1.（a）基于杯[4]吡咯的多孔有机聚合物的合成路线，（b）多孔有机聚合物的结构示意图，（c）杯[4]吡咯单体的晶体结构

        多孔有机聚合物具有质量轻，稳定性高，高孔隙率以及易于改性的优点，作为新型吸附剂在水相中污染物吸附领域具有广阔的应用前景。超分子大环可以通过主客体包结作用和其他超分子弱相互作用能有效络合客体分子。将超分子大环作为构建单元引入多孔有机聚合物骨架结构中，可以使其同时具有超分子大环和有机多孔材料的优点。在课题组前期研究基础上（Angew. Chem. Int. Ed.,2021, 60(13), 7188-7196;Angew. Chem. Int. Ed.,2020, 59(52), 23402-23412.），该团队设计将杯[4]吡咯超分子大环与具有不同电子性质和分子尺寸的双卤代物进行Sonogashira聚合，制备了一系列基于杯[4]吡咯大环的多孔有机聚合物。研究发现，C[4]P-BTP可以快速高效的吸附水溶液中的碘，最大吸附量高达3.24 g g-1，吸附速率常数kobs达到7.814 g g-1min-1，这些性能均优于已报道的吸附材料。进一步制备以C[4]P-BTP为填充剂的吸附柱，以饱和碘水溶液为流动相，在1 mL min-1的流速下，吸附效率仍然能达到93.2%。
        该研究工作得到了国家自然科学基金委（21975153）和上海市浦江人才计划（2019PJD017）等支持。
        王洪宇副教授所在的理学院超分子化学与催化研究中心（https://csc.shu.edu.cn）在“超分子材料”及“化学合成与药物发现”两个方向上不断开展创新研究，迄今，超分子化学与催化研究中心在Nature Chem.、Nature Comm.、Chem.、PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.和Acc. Chem. Res等顶级化学期刊上共发表论文30余篇。


         相关链接：
         https://doi.org/10.1002/anie.202113724
         https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202016364
         https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202009113


       文章来源：上海大学
      王洪宇，上海大学副教授。2004年毕业于复旦大学，2009年获得复旦大学博士学位，设计和制备一维和二维结构的给体-受体共轭寡聚物和聚合物，研究其分子内能量传递和电子转移，以及对能级结构的调控。