基于三嗪-三咪唑的阳离子共价有机聚合物CTFT高效捕获Re(Tc)O4-的研究：高循环稳定性与辐射耐受性

针对核废水中TcO4-吸附面临的强酸/碱、高辐射等极端环境挑战，研究人员设计了一种基于三嗪-三咪唑的阳离子共价有机聚合物CTFT。该材料在0.5分钟内实现ReO4-（TcO4-模拟物）超快吸附，耐受4 M HNO3/NaOH及400 kGy γ辐射，选择性达80.5%（SO42-干扰下），20次循环后效率保持95.6%，为核环境修复提供新策略。

　　

核废料处理一直是环境科学领域的重大挑战，其中放射性同位素⁹⁹Tc以高溶解度的TcO₄^-形式存在，极易在生态系统中迁移扩散。传统吸附材料如树脂、硅胶等面临选择性差、耐酸碱性不足等问题，而金属有机框架（c-MOFs）和共价有机框架（COFs）虽性能优异，却分别受限于水解稳定性差和合成条件苛刻。针对这一难题，中国的研究团队通过将共价三嗪框架（CTF）与三咪唑（TIB）单元结合，开发出新型阳离子共价有机聚合物CTFT，相关成果发表在《Journal of Hazardous Materials》。

研究采用季铵化反应合成CTFT，通过红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和理论计算验证结构。实验表明，CTFT的ReO₄^-吸附容量高达715.76 mg/g，30秒内吸附率达99%，在模拟Hanford废液（10 g/L固液比）中去除效率达85.3%。其性能归因于三嗪骨架的疏水性增强对弱亲水性阴离子的亲和力，而咪唑鎓阳离子通过强静电作用捕获ReO₄^-。

材料合成与表征
通过ttmBr与TIB的季铵化反应制备CTFT，FTIR显示C-Br键消失及咪唑鎓特征峰出现，证实成功合成。BET测试显示CTFT比表面积为62.3 m²/g，孔径集中于1.7 nm，XPS证实氮物种以季铵态为主。

吸附性能
CTFT在pH 2-12范围内保持高效吸附，4 M HNO₃/NaOH处理后容量保留率>90%。竞争实验显示，即使SO₄^2-浓度达5000倍，ReO₄^-选择性仍达80.5%。动力学符合准二级模型，表明化学吸附主导过程。

稳定性机制
γ辐照（400 kGy）后结构未破坏，归因于高度共轭骨架的电子离域效应。循环20次后吸附效率保持95.6%，优于已报道COPs材料。DFT计算揭示咪唑鎓与ReO₄^-的静电势差达+54.6 kcal/mol，驱动特异性结合。

该研究不仅为核废料处理提供了兼具高效性与环境耐受性的新材料，更通过“疏水骨架-高电荷密度”协同策略，为放射性阴离子吸附剂设计开辟了新路径。CTFT在极端条件下的卓越表现，使其在核事故应急响应和核废液长期储存领域具有重要应用前景。