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:15
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
小徐同学完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
正直海冬完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
丘比特应助charint采纳,获得10
1秒前
2秒前
bkagyin应助庸俞鳙鱼采纳,获得10
2秒前
田様应助mdalmahadi采纳,获得200
2秒前
3秒前
5秒前
seagull发布了新的文献求助10
5秒前
孤独雪柳发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
无限冬卉完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
6秒前
研友_VZG7GZ应助娜娜采纳,获得20
6秒前
人间大清醒完成签到,获得积分10
7秒前
bubble发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
寒冷猫咪发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
丶惑完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
hui发布了新的文献求助10
10秒前
酷炫静枫发布了新的文献求助10
10秒前
啦啦啦啦啦啦啦啦6666完成签到,获得积分10
11秒前
天天完成签到 ,获得积分10
11秒前
橙啊程发布了新的文献求助10
11秒前
活力惜寒发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
12秒前
radish发布了新的文献求助10
14秒前
上官若男应助扶光采纳,获得10
15秒前
16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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5729907
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5320921
关于积分的说明 15317727
捐赠科研通 4876709
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2619565
邀请新用户注册赠送积分活动 1569026
关于科研通互助平台的介绍 1525640