项目名称：晶态多孔材料用于放射性污染监测和治理

项目简介：核电产业快速发展给放射性废弃物处理处置、放射性污染监测和治理带来了巨大压力。面向放射性核素污染的处理处置问题，分别从核素的富集、荧光检测和资源化应用两个角度入手，设计制备了一系列晶态有机、无机以及有机-无机杂化多孔材料，并将这些材料用于放射性核素的高效分离富集和特异性荧光识别，阐明了多种阴离子和阳离子型核素的化学行为和分子层面与材料的作用机制（Environ. Sci. Technol. 2017, 51, 3911-3921(ESI高被引论文/热点论文)；Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 332-341(ESI高被引论文)；Chem. Sci., 2021, 12, 15833-15842(封面论文)；Angew. Chem. Int. Edit. 2018, 57, 5783-5787(VIP文章)；Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16110-16114；Sci. Chi. Chem. 2021, 64, 1723-1729；J. Hazard. Mater. 2021, 424, 127301; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2021, 13, 51086-51094；Chem. Eng. J. 2022, 434, 134623；Inorg. Chem. 2022, 61, 4818-4824）。设计制备了系列放射性核素(主要为铀)为激活中心的荧光材料用于宽色域液晶显示用LED器件、高能射线探测材料等，系统研究了这些材料的结构特征、水解稳定性和耐辐照稳定性，阐明了含放射性核素发光材料的发光原理，提出核素资源化应用用于放射性核废料减容的新思路（Chem. Mater. 2019, 31, 9684−9690(封面文章)；Chem. Mater. 2021, 33, 6329-6337(封面文章)；J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 16218-16222; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 16218−16222；Inorg. Chem. 2019, 58, 2807−2812）。该系列研究对核废料处理处置、军工科研生产、乏燃料后处理、核应急监测和环境保护、促进核工业健康发展等具有重要的现实意义和基础研究意义。

主要创新点：该系列工作将利用新型晶态金属-有机框架多孔材料，提高了材料针对长寿命、易迁移放射性核素的选择性识别能力；改善了传统固相萃取材料吸附动力学慢、选择性差等缺点，初步发展了一类可在核应急状态下从污染水体中快速进行铀、碘等放射性核素检测和富集的材料。提出以放射性核素作为激活中心或金属结点构筑一类全新发光材料的设计策略用于解决传统激活离子发光效率低、光谱可调谐性有限、射线阻滞能力差等弊端，将其引入到液晶显示和高能射线探测等领域；提出利用高度复杂的聚合无机盐晶格系统调控直线型铀酰离子的配位环境以及聚合方式实现对其光谱学性质的调控策略，为理解包括铀在内的多种放射性核素在不同配位环境中的发光机理和配位行为提供了实验和理论支持；为发展更为稳定的核废料固化形式和放射性核废料的资源化利用提供了新的研究思路。

客观评价：该系列成果的发表在国际上引起了广泛关注，其中6篇论文入选封面文章、高被引或者热点文章，论文总引用1700余次。另外，该系列工作在第九届全国环境化学大会上得到了Environ. Sci. Technol.副主编Prof. Dan Giammar的重点点评，并被美国西北大学著名无机化学家Mercouri G. Kanatzidis、南卡大学的Ekaterina Dolgopolova研究员（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 11133-11140、Chem. Mater. 2018, 30, 4475-4488）、山东大学孙頔教授、美国德克萨斯A&M大学的周宏才教授和陈邦林教授（Coord. Chem. Rev. 2020, 423, 213507、Coord. Chem. Rev. 2021, 426, 213542、Chem. Rev. 2019, 119, 10638-10690）、哥伦比亚大学的著名放射化学专家Christopher L. Cahill教授等著名专家学者在其成果中的持续引用和评价。