综述：卟啉基金属有机框架和共价有机框架材料在铀高效提取中的应用

这篇综述系统探讨了卟啉基MOFs（金属有机框架）和COFs（共价有机框架）在铀提取领域的突破性进展。文章聚焦其结构可调性、高稳定性及优异金属螯合特性，解析了材料设计、吸附机制（如UO22+选择性结合）及环境适应性（如抗生物污损），为核能可持续发展提供了创新解决方案。

　　

Abstract
全球能源需求增长与可持续发展目标推动核能成为关键选项，而铀作为核燃料的高效提取成为研究热点。卟啉基多孔材料（MOFs/COFs）凭借其结构可编程性、高比表面积及对UO₂²⁺的特异性结合能力，成为海水提铀的理想候选。

Introduction
气候变化背景下，核能因零碳排放特性备受关注。然而，铀矿开采的环境风险（如放射性废水）与陆地资源有限性促使海水提铀技术发展——海洋中铀储量达45亿吨，但面临超低浓度（~3.3 ppb）、竞争离子（Na⁺/Ca²⁺）及生物污损等挑战。卟啉的刚性大环结构与四氮配位中心可高效捕获线性UO₂²⁺，其衍生的MOFs/COFs兼具环境友好性（如Zr-MOFs的低细胞毒性）与功能可拓展性（如光催化增强吸附）。

MOFs
锆基卟啉MOFs（如PCN-222）通过混合配体策略优化孔径与铀结合位点密度，在模拟海水中吸附量达5.2 mg/g。铁卟啉MOFs则利用光激发电子还原U(VI)为U(IV)，提升选择性。

COFs
共价有机框架（如TpPor-COF）的π-π堆叠增强电子传导，其偕胺肟修饰版本对UO₂²⁺的分配系数（K_d）超10⁵ mL/g，优于传统聚合物。

Challenges
实际应用中需解决材料长期稳定性（如海水pH波动）、规模化生产成本及膜集成技术（如MOF/石墨烯复合膜的抗压性优化）。

Conclusion
卟啉基框架材料通过分子工程与多学科交叉（如光化学-吸附协同），为铀资源可持续开发提供新范式，未来需加强实际海域验证与生命周期评估。

Funding
国家自然科学基金（22301108）与江苏省科技厅（BK20232010）资助。