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多孔有机骨架材料(Porous Organic Frameworks,POFs)是一类新型的有机多孔材料,POFs包含且不限于以下常见类别如:共价有机骨架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs),共价三嗪骨架材料(Covalent Triazine-based Frameworks,CTFs),共轭微孔聚合物(Conjugated Microporous Polymers,CMPs),超交联聚合物(Hyper-crosslinked Polymers,HCPs),多孔芳香骨架材料(Porous Aromatic Frameworks,PAFs)。与传统的无机多孔材料如:沸石分子筛(Zeolites),活性炭(Activated carbons)对比,POFs通常都具有较高的比表面积,较低的密度,良好的稳定性以及易于进行化学修饰等优点。所以迄今为止,仍有各类新型的POFs被不断地开发,并被广泛应用于催化,气体的分离与储存,水处理等研究领域。近年来,随着包含核电,核科学技术应用等项目的核工业体系不断地发展与壮大,公众对各类放射性废弃物贮存,放射性泄漏物救急处理的要求也越来越高。本文以吸附环境中的放射性碘单质(I2)为目标,在大量文献调研的基础上,设计并制备了 TCDI-PVA,CDI-PVA这两种以聚乙烯醇(PVA)高分子长链作为骨架结构,同时进行N/S掺杂修饰的超交联聚合物(Hyper-crosslinked Polymers,HCPs)。为了确定 TCDI-PVA,CDI-PVA的化学结构与I2吸附性能,进行了一系列的表征及测试,包含:扫描电镜,热重分析,傅立叶变换红外光谱,粉末X-射线衍射,元素分析,固体核磁,I2蒸汽吸附实验,I2溶液中的吸附动力学/吸附热力学实验。经过表征,确认了 TCDI-PVA,CDI-PVA分别是由交联试剂N,N’-硫羰基二咪唑(TCDI),N,N’-羰基二咪唑(CDI)通过双边取代/单边取代反应形成的HCPs。其中TCDI-PVA具有能够保持稳定构型的三维高分子网络骨架结构,在高分子骨架之间,还形成了大量孔径不统一,形状不规则,且相互贯通的大孔结构。在I2蒸汽吸附性能测试中发现TCDI-PVA,CDI-PVA对I2蒸汽的最大吸附量分别为:5.91 g/g和3.5 g/g,在已知被报道的I2吸附材料中性能较为突出。此外,通过TCDI-PVA对I2溶液的吸附动力学/吸附热力学研究,发现TCDI-PVA对水,有机溶剂-环己烷中溶解的I2也有较好的吸附效果,证明了 TCDI-PVA是一种适用范围广,吸附性能优异的I2吸附材料。在TCDI-PVA对I2吸附机理研究中,证实了掺杂元素N,S能够作为吸附位点,与I2发生相互作用,从而高效地吸附I2;而由PVA长链在溶剂中通过化学交联反应形成的三维高分子多孔网络骨架结构,则为I2在HCPs内部的堆叠提供了充足的空间。