Successful Decontamination of 99TcO4− in Groundwater at Legacy Nuclear Sites by a Cationic Metal‐Organic Framework with Hydrophobic Pockets

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作者
Daopeng Sheng,Lin Zhu,Xing Dai,Chao Xu,Peng Li,Carolyn I. Pearce,Chengliang Xiao,Jing Chen,Ruhong Zhou,Tao Duan,Omar K. Farha,Zhifang Chai,Shuao Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:58 (15): 4968-4972 被引量:231
标识
DOI:10.1002/anie.201814640
摘要

99 Tc contamination at legacy nuclear sites is a serious and unsolved environmental issue. The selective remediation of 99 TcO4- in the presence of a large excess of NO3- and SO42- from natural waste systems represents a significant scientific and technical challenge, since anions with a higher charge density are often preferentially sorbed by traditional anion-exchange materials. We present a solution to this challenge based on a stable cationic metal-organic framework, SCU-102 (Ni2 (tipm)3 (NO3 )4 ), which exhibits fast sorption kinetics, a large capacity (291 mg g-1 ), a high distribution coefficient, and, most importantly, a record-high TcO4- uptake selectivity. This material can almost quantitatively remove TcO4- in the presence of a large excess of NO3- and SO42- . Decontamination experiments confirm that SCU-102 represents the optimal Tc scavenger with the highest reported clean-up efficiency, while first-principle simulations reveal that the origin of the selectivity is the recognition of TcO4- by the hydrophobic pockets of the structure.

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