基于吸附的碘（I₂）捕获技术在放射性核废料处理方面具有很大的应用潜力。

近日，阿卜杜拉国王科技大学Yu Han报道了采用“多变量”策略，结合合成后修饰，设计合成了一系列用于I₂捕获的离子型COFs（ICOFs）。

文章要点

1）初始的COF由2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪（TAPT）和2,5-二甲氧基对苯二甲醛（DMTA）和2,5-二羟基对苯二甲醛（DHTA）的混合物组成，伯胺和醛的缩合通过亚胺键形成延伸的骨架。通过改变合成前驱体中DHTA和DMTA的比例，调节COF中羟基（-OH）的密度。所得到的材料被表示为COF-OH-X，其中X表示DHTA相对于DHTA和DMTA总和的摩尔百分比（例如，COF-OH-50表示DHTA和DMTA的等摩尔量）。随后，利用羟基作为反应中心，通过威廉姆森乙醚反应，用离子液体化合物(2-溴乙基)三甲基溴化铵（AB）对COF-OH-X进行改性，相应地将改性后的COF记为iCOF-AB-X。

2）所设计的COF具有独特的结构和成分特征。首先，具有较高的结晶度和较大的初始比表面积（>2000 m² g^-1），这保证了离子改性后仍能保持较高的孔隙率。其次，在整个骨架中都有高密度的亚胺和三嗪基团，从而为I₂提供了大量的结合位点。第三，通过AB修饰引入离子中心，进一步提高了骨架与I₂分子之间的亲和力。最后，可以很容易地调节离子中心的浓度，以根据结合位点的数量和织构性质之间的权衡来确定最佳条件。

3）得益于这些特性的综合作用，iCOF-AB-50是该系列中具有最佳性能，在室温和中等高温的动态吸附条件下显示出创纪录的高I₂吸附容量。有趣的是，iCOF-AB-50对水具有耐受性，当有水蒸气存在时，其对I₂的动态吸附能力仅略有下降，这归因于离子中心与I₂的优先结合。吸附的I₂可以很容易地被乙醇从iCOF-AB-X吸附剂中提取出来，以便在随后的吸附循环中完全恢复其吸附能力。

尽管iCOFs以前曾被用于离子传导、传感、催化和分离，但这项工作首次展示了iCOFs通过强烈的库仑相互作用增强对I₂的选择性吸附，扩大了其应用范围的巨大潜力。

参考文献

Yaqiang Xie, et al, Ionic Functionalization of Multivariate Covalent Organic Frameworks to Achieve Exceptionally High Iodine Capture Capacity, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202108522

https://doi.org/10.1002/anie.202108522