功能化炭基有序多孔材料及其在放射性核素分离中的应用研究

有序多孔炭具有绝大多数其它无机固体材料所不能比拟的优良特性：结构具有周期性；均匀的孔形、孔径和孔分布；对高温、强辐射和各种酸碱环境极高的稳定性；本身无毒，环境友好，与核废物处置过程中使用的固化材料有较好的相容性等。此外，若设计得当，经焚化，回收有用核素后的功能化有序多孔炭还可循环使用。多孔碳端面碳原子的自由原子价具有较高的反应性，它们可与其它元素或螯合配体等反应形成支配表面化学结构的化学种态，如羧基，羟基、内酯基以及含硫、含氮功能团等。通过对原料的选择和合成路线的合理设计，可调控此类材料的构架类型、孔形、孔径、孔分布和孔隙率等，从而满足所期待的性能指标，达到要求的应用目的。因而，以有序多孔炭为基质对其内外表面进行指向性的功能化，可望解决炭质材料对溶液中金属离子选择性差，吸附容量低等瓶颈问题，使其在放射性核素分离领域，尤其是核燃料后处理及高放废水处理处置领域内有广阔的发展空间。