银修饰共价有机框架纳米陷阱高效捕获放射性碘：极端条件下电荷转移与氧化还原化学吸附的协同机制

为解决核废料处理中放射性碘高效捕获的难题，研究人员开发了一种新型银修饰共价有机框架（Ag0-SCU-COF-5）。通过精确调控银纳米颗粒分布，该材料在极端条件下对ppm级131I2蒸气表现出卓越吸附性能：动态穿透容量达0.41 g·g?1，较商用银硅胶提升10.8倍，并维持80%以上净化效率长达19小时。研究揭示了电荷转移与AgI化学吸附的双重机制，为核安全防护材料设计提供新范式。

　　

在核能可持续发展与生态保护的双重需求下，放射性碘（特别是¹³¹I₂）的高效捕获成为关键挑战。这项研究通过巧妙的连接体工程策略，将银纳米颗粒精准锚定在三维胺基连接（sp³-amine）的共价有机框架（COF）骨架上，构建出Ag⁰-SCU-COF-5纳米陷阱。

当遭遇放射性碘蒸气时，材料首先通过富电子胺基位点发生电荷转移（charge-transfer）快速捕集碘分子，随后触发银的氧化还原反应形成稳定AgI化合物。这种"先物理吸附后化学固定"的双阶段机制，使得材料在模拟核后处理极端条件下，对低浓度（ppm级）¹³¹I₂仍保持惊人捕获能力——单次处理可累积40,000 Bq放射性活度（相当于0.134 g ¹³¹I₂/g吸附剂）。

同步辐射光谱与理论计算（DFT）证实，sp³氮原子与银纳米颗粒的协同作用大幅提升了碘亲和力。该设计突破了传统银基吸附剂（如银沸石、银硅胶）在动态穿透容量和长期稳定性方面的瓶颈，为开发新一代核应急防护材料提供了分子级设计蓝图。