优化水稻产量预测：一种以政策为导向的农业可持续性方法

《Results in Engineering》：Optimizing Rice Yield Prediction: A Policy-Oriented Approach to Agricultural Sustainability

共价有机聚合物TPBT-COP通过机械研磨和溶热法合成，具有高碘吸附能力（气相389 wt%，液相2.59 g/g），DFT和XPS分析表明碘与N、S发生化学吸附，材料结构稳定可重复使用。

　　近年来，随着核能技术在电力行业的广泛应用，如何有效去除核反应废料中产生的放射性碘成为了一个重要的研究课题。放射性碘因其高挥发性和在环境中的广泛传播性，对生态系统和人类健康构成了严重威胁。尤其是在大气中，放射性碘（如I12?和I131）由于良好的水溶性和易扩散特性，容易在生物体内累积，进而引发甲状腺癌等健康问题。因此，开发一种高效、经济且稳定的吸附材料对于减少放射性碘的污染至关重要。

在众多可能的吸附材料中，多孔有机材料因其独特的孔隙结构和可调节的比表面积，逐渐成为研究热点。其中，共价有机聚合物（COPs）因其合成过程的可重复性、较低的成本以及稳定的聚合网络，被广泛用于放射性碘的吸附。TPBT-COP作为一种新型的共价有机聚合物，通过将硫醇基团单元（T）与三胺基团（TPB）结合，利用席夫碱缩合反应，采用两种方法——机械化学研磨（MG）和溶热法（ST）进行合成。该材料在吸附碘的过程中表现出优异的性能，不仅在气相中可达到389 wt%的吸附容量，而且在液相中也能实现高达2.59 g g?1的吸附能力。

TPBT-COP的结构和性质通过多种表征手段进行了详细研究，包括粉末X射线衍射（P-XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、13C CP-MAS核磁共振（NMR）以及X射线光电子能谱（XPS）。P-XRD结果显示，TPBT-COP具有无定形结构，而BET分析表明其具有微孔结构，孔径为1.15 nm，比表面积约为690.23 m2 g?1，这些特性有助于提高碘的吸附效率。FE-SEM图像进一步揭示了TPBT-COP表面的球形簇状结构，显示出均匀分布的孔隙，表明其良好的物理结构和吸附能力。XPS分析则提供了关于材料表面元素组成和化学状态的信息，确认了碘与材料中的氮和硫原子之间的相互作用，进一步支持了化学吸附的机制。

在吸附性能的测试中，TPBT-COP材料在气相中表现出快速的碘吸附能力，吸附量在前90分钟内迅速增加，随后逐渐接近饱和状态。同时，其吸附能力在液相中也表现突出，特别是在水溶液中，由于极性环境促进了更强的框架-碘相互作用，吸附量显著高于在环己烷中的表现。此外，TPBT-COP材料在多次吸附-脱附循环后仍能保持较高的吸附容量和结构稳定性，显示出良好的可回收性。这表明TPBT-COP不仅具有高效的吸附能力，还具备良好的环境适应性和重复使用潜力。

为了深入理解碘吸附的机制，研究者还进行了密度泛函理论（DFT）计算，分析了碘与TPBT-COP材料中的氮和硫原子之间的相互作用。DFT计算结果显示，碘与氮原子之间的结合能为-48.6 kcal mol?1，而与硫原子之间的结合能为-51.5 kcal mol?1，这表明碘与硫原子之间的相互作用更为强烈。这些结果与XPS分析相吻合，进一步验证了TPBT-COP材料中氮和硫作为主要的吸附位点。

在脱附研究中，TPBT-COP材料在室温下通过浸泡在乙醇溶液中，能够有效释放吸附的碘。UV/Vis光谱分析显示，乙醇溶液中出现了多个吸收峰，表明碘的存在形式发生了变化，从而证实了TPBT-COP材料在吸附后仍能实现有效的脱附。这一特性不仅有助于材料的重复使用，还表明其在实际应用中的灵活性和适应性。

综上所述，TPBT-COP材料在放射性碘的吸附、保留和回收方面展现出显著的优势。其独特的结构和化学性质使其在气相和液相中均能实现高效的碘吸附，同时具备良好的稳定性和可回收性。这些特性使得TPBT-COP成为一种理想的吸附材料，尤其适用于核能行业和环境治理领域。通过不断优化合成方法和材料设计，未来有望进一步提升其吸附性能和应用范围，为解决放射性碘污染问题提供新的思路和方案。