Aangezien de radionuclide 235U(VI) onvermijdelijk in de natuurlijke omgeving vrijkomt, zijn potentiële toxiciteit en onomkeerbaarheid hebben het tot een groot vervuilingsprobleem bij de productie van kernenergie gemaakt. Een recente studie onthulde dat een staafachtig metaal-organisch raamwerk (MOF-5) nanomateriaal werd gebruikt als een zeer efficiënt adsorbens voor de sorptie van U(VI), wat aangeeft dat MOF-5 kan worden gebruikt voor snelle en efficiënte verwijdering van radionucliden.

De krant, gemeld in Wetenschapsbulletin , is getiteld "Synthese van nieuw staafachtig metaal-organisch raamwerk (MOF-5) nanomateriaal voor efficiënte verwijdering van U (VI):batchexperimenten en spectroscopieonderzoek." De auteurs synthetiseerden een staafachtig metaal-organisch raamwerk (MOF-5) nanomateriaal via de solvothermische methode, en gebruikte het voor effectieve sorptie van U(VI) in een waterige oplossing. De batch-experimentele resultaten toonden aan dat het dominante interactiemechanisme de binnenste boloppervlaktecomplexatie en elektrostatische interactie was. De maximale sorptiecapaciteit van U(VI) op MOF-5 was 237,0 mg/g bij pH =5,0 en T =298 K, en het sorptie-evenwicht werd binnen vijf minuten bereikt. De thermodynamische parameters gaven aan dat de verwijdering van U(VI) op MOF-5 een spontaan en endotherm proces was. Aanvullend, de FT-IR- en XPS-analyses impliceerden dat de hoge sorptiecapaciteit van U(VI) op MOF-5 voornamelijk te wijten was aan de overvloedige zuurstofbevattende functionele groepen (d.w.z. C-O en C=O).

Metaal-organische raamwerken (MOF's) zijn een klasse van kristallijne poreuze materialen bestaande uit metalen knopen (d.w.z. metaalionen of clusters) en organische linkers verbonden via coördinatiebindingen. MOF's behoren tot de meest onderzochte materialen van de 21e eeuw, vanwege hun structurele maatwerk, gecontroleerde porositeit, en hoge kristalliniteit. Veel gebruikte metaalionen voor de constructie van MOF's zijn Fe(III), Cu(II), Ca(II), Al(III), Mg(II), Zn(II), Cd(II), Co(II), Zr(IV), Ln(III), en Ti(III), die verschillende coördinatiegeometrieën kan aannemen, zoals trigonale bipyramidale, piramidaal, vierkant, tetraëdrische en octaëdrische. Strategieën voor het bereiden van MOF's kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën:(I) directe niet-waterige of waterige synthese en (II) gemengde niet-waterige of waterige synthese. Veelgebruikte synthesemethoden omvatten solvotherme, hydrothermisch, mechanisch-chemisch, laag voor laag groei, ultrasoon, elektrochemisch, magnetron en high-throughput synthese.

Sinds de ontdekking van MOF's in 1995, ze zijn toegepast op het gebied van sorptie, gasopslag, scheiding, katalyse, sensing en biogeneeskunde. Onlangs, vele soorten MOF-gebaseerde materialen (bijv. SCU-100 en UiO-66-AO) zijn met succes gesynthetiseerd en hebben een snelle U(VI)-verwijdering getoond (binnen 10 min) dan andere verontreinigingen. Tot nu, ongeveer 20 MOF-materialen zijn toegepast op sequester U(VI). Echter, weinig artikelen hebben de studie van MOF-5-materiaal voor U(VI)-verwijdering behandeld, vooral het interactiemechanisme.

In dit onderzoek, een solvothermische methode werd met succes gebruikt om een ​​MOF-5-monster te synthetiseren en om U(VI) uit radioactief afvalwater te verwijderen. De morfologieën en microstructuren van MOF-5 werden gekarakteriseerd door SEM, TEM, FT-IR, XRD en XPS. De batchexperimenten werden uitgevoerd als een functie van de contacttijd, U(VI)-concentratie, temperatuur, pH en ionsterkte. Verder, het interactiemechanisme tussen U(VI) en MOF-5 werd geëvalueerd op basis van de experimentele resultaten en spectroscopiekarakterisering. Dit artikel benadrukte de toepassing van MOF-5 als een superieure kandidaat voor U(VI)-verrijking, die een nieuw materiaal opleverde voor het verwijderen van radionucliden uit waterige oplossingen en het verlichten van de milieuvervuilingsdruk.