中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所等圍繞鹽湖鹵水中硼的高效提取與分離，成功開發(fā)出多種具有高吸附容量、優(yōu)異選擇性和良好穩(wěn)定性的鹽湖硼資源吸附分離材料，為實(shí)現(xiàn)鹽湖硼資源的高效分離提供了潛在新材料與新技術(shù)路徑。

　　針對(duì)共價(jià)有機(jī)框架（COFs）類吸附劑在實(shí)際合成過程中，易出現(xiàn)COFs堆積無序與功能位點(diǎn)可及性受限等問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了基于側(cè)鏈工程的結(jié)構(gòu)重構(gòu)策略，通過單元錨定多元醇側(cè)鏈實(shí)現(xiàn)功能化，同時(shí)依靠該側(cè)鏈對(duì)單元穩(wěn)定性的提升，實(shí)現(xiàn)了COFs晶體有序度的強(qiáng)化。在經(jīng)穩(wěn)定化修飾及模板去除后，研究成功獲得了具有中空結(jié)構(gòu)與較大比表面積以及多元醇功能化的COF吸附劑（HSPCOF）。

　　該材料兼具高比表面積、連通孔道與優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，可在298K下實(shí)現(xiàn)150.05mg·g-1的硼吸附容量，是商業(yè)樹脂MK51的10倍以上。DFT計(jì)算表明，多元醇側(cè)鏈可與硼酸根形成雙齒環(huán)狀酯絡(luò)合物，從而賦予材料高選擇性與強(qiáng)結(jié)合能力。在實(shí)際鹽湖鹵水中，HSPCOF仍能表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性與91.51%的硼去除率，證實(shí)了其在復(fù)雜體系中的應(yīng)用潛力。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。

　　研究團(tuán)隊(duì)以ZIF-67為前驅(qū)體，通過溶劑熱硫化反應(yīng)成功制備出具有中空結(jié)構(gòu)的Co3S4納米吸附劑。該材料在硼濃度為200mg·L-1的溶液中吸附容量達(dá)到283.3mg·g-1，較ZIF-67提升了7.3倍，且在30分鐘內(nèi)即可達(dá)到吸附平衡。

　　動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)研究表明，其吸附過程符合Langmuir模型，為自發(fā)的單層化學(xué)吸附。通過XPS、FT-IR與DFT計(jì)算等手段，研究進(jìn)一步證實(shí)材料表面的鈷原子為主要吸附位點(diǎn)，化學(xué)吸附的主要驅(qū)動(dòng)力為化學(xué)鍵合，同時(shí)靜電作用與氫鍵協(xié)同實(shí)現(xiàn)硼的高效捕獲，并在實(shí)際鹽湖察爾汗、拉果錯(cuò)鹵水中表現(xiàn)出良好的選擇性吸附能力。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Desalination上。

　　上述研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。

HSPCOF合成路線示意圖