Enhanced Photocatalytic Removal of U(VI) from Real Radioactive Wastewater by Modulating the Surface Charge Microenvironment in Porphyrin-Based Hydrogen-Bonded Organic Framework

卟啉 光催化 材料科学 放射性废物 光化学 电荷(物理) 化学工程 废水 废物管理 催化作用 核化学 环境科学 化学 有机化学 环境工程 工程类 物理 量子力学
作者
Peng Wu,Yufan Zhao,Xiaoyu Yin,Hong Cao,Feize Li,Jijun Yang,Yuanyou Yang,Ning Liu,Jiali Liao,Tu Lan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (26): 33657-33668 被引量:17
标识
DOI:10.1021/acsami.4c06992
摘要

Reduction of soluble U(VI) to insoluble U(IV) based on photocatalysts is a simple, environmentally friendly, and efficient method for treating radioactive wastewater. The present study involved the systematic comparison of the photoelectric properties of three metalloporphyrins with different metal centers and the synthesis of a novel porphyrin-based hydrogen-bonded organic framework (Ni-pHOF) photocatalyst by modulating the surface charge microenvironment in porphyrin for enhanced photocatalytic removal of U(VI) from wastewater. Compared to the metal-free HOF, the surface charge microenvironment around the Ni atom in Ni-pHOF accelerated the reduction kinetics of U(VI) under visible light illumination at the initial moment, showing a high removal rate, even in air. The removal rate of U(VI) from aqueous solution by Ni-pHOF can achieve over 98% in the presence of coexisting nonoxidizing cations and only decreased by less than 8% after five cycles, exhibiting high selectivity and good reusability. Furthermore, Ni-pHOF can remove 86.74% of U(VI) from real low-level radioactive wastewater after 120 min of illumination, showcasing practical application potential. Density functional theory (DFT) calculations and electron paramagnetic resonance (EPR) spectra indicated that modulating the surface charge microenvironment in Ni-pHOF through porphyrin metallization is conducive to improving the charge separation efficiency, prompting more e– and •O2– to participate in the reduction reaction of U(VI). This work provides new insights into the metallization of porphyrin-based HOFs and paves a new way for the tailoring of porphyrin-based HOFs/COFs by modulating the surface charge microenvironment to achieve efficient recovery of U(VI) from real radioactive wastewater.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
萝卜完成签到,获得积分10
2秒前
风之旅完成签到,获得积分10
3秒前
phyllis发布了新的文献求助10
3秒前
索里穆尔发布了新的文献求助10
3秒前
Dr.Jiang发布了新的文献求助10
4秒前
秋临完成签到 ,获得积分10
4秒前
无欲无求的打工仔完成签到,获得积分10
6秒前
忧伤的八宝粥完成签到,获得积分0
7秒前
kxr完成签到,获得积分10
8秒前
wanci应助nacoo采纳,获得10
10秒前
大常完成签到,获得积分10
11秒前
毅然决然必然完成签到,获得积分10
11秒前
小黄豆完成签到,获得积分10
12秒前
大力的冬萱完成签到,获得积分10
13秒前
桐桐应助小荷才露尖尖角采纳,获得50
14秒前
fang完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
研自助完成签到,获得积分10
17秒前
chriswu1996完成签到,获得积分10
18秒前
包李完成签到,获得积分10
18秒前
乔苏惠娜发布了新的文献求助10
19秒前
lu完成签到,获得积分10
19秒前
若山完成签到,获得积分10
19秒前
Akim应助zyyzyyoo采纳,获得10
20秒前
海边的曼彻斯特完成签到 ,获得积分10
21秒前
阳光的Kelly完成签到 ,获得积分10
22秒前
Bluebulu完成签到,获得积分10
22秒前
姜勇完成签到,获得积分10
24秒前
要减肥的山灵完成签到,获得积分10
25秒前
王乐乐哈完成签到 ,获得积分10
28秒前
kk完成签到 ,获得积分10
29秒前
乔苏惠娜完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
东方元语完成签到,获得积分0
32秒前
赵赵完成签到 ,获得积分10
33秒前
岁月如歌完成签到 ,获得积分0
34秒前
Dr.Jiang完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6530442
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8323164
关于积分的说明 17818278
捐赠科研通 5631798
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2932200
邀请新用户注册赠送积分活动 1908853
关于科研通互助平台的介绍 1768148