西安交大科研团队在放射性污染防治领域取得重要进展

日期： 2024-08-07

浏览次数: 2

来源：西安交通大学

钍（Th）作为地壳中丰度最高的锕系元素，常和稀土元素伴生于稀土矿石中。在这些矿石的开采和加工过程中，钍会随废料和废水排放到环境中，造成环境放射性污染。传统仪器分析技术虽然具有高精度和灵敏度，但其样品前处理复杂且设备昂贵，不适合实时快速检测。因此，亟需开发快速、便携的钍检测新方法。

西安交通大学能源与动力工程学院核科学与技术学院林健教授团队开发了一类荧光颜色可调的镧系金属有机框架（Ln-MOFs）作为Th4+离子的荧光变色传感器。这些传感器基于创新的溶解-重结晶机制，实现了Th4+离子实时可视化检测。同时，团队还设计了一种与材料荧光匹配的便携式红绿蓝（RGB）三原色光电读取装置，显著提高了检测效率。

研究人员通过调节镧系金属离子Eu3+和Tb3+的掺杂比例，成功实现了EuxTb1-x-BDC-OH（x = 0.19、0.58、0.79和1）荧光颜色从绿色、黄色、橙色到红色的精细调节。上述Ln-MOFs对Th4+离子表现出优异的荧光变色特性，随着Th4+离子浓度的增加，荧光从镧系离子的发光逐渐转变为配体的蓝色荧光。其中，Eu-BDC-OH因其较快的荧光变色响应，对Th4+离子的检出灵敏度最高。

该研究团队发现，作为比镧系金属离子更硬的路易斯酸的Th4+能够促使EuxTb1-x-BDC-OH的溶解，并通过重结晶转变为UiO型的Th-MOF，从而实现荧光颜色从金属发光向配体发光的转变。尽管MOFs的稳定性通常被视为实际应用的重要前提，但作者巧妙地利用了MOFs的不稳定性，通过独特的溶解–重结晶机制实现了对Th4+的可视化检测。

此外，作者设计的RGB光电读取装置能够直接将悬浮液中MOFs的发光颜色转换为RGB值。利用Logistic函数模型，成功建立了B/(R+G)比值与Th4+浓度之间的定量关系。该方法不仅无需依赖复杂的专业仪器，还能在5分钟内快速检测Th4+浓度，并且对Th4+离子的识别具有优异的选择性。

该工作基于软硬酸碱理论，创新性地提出了基于溶解-重结晶的荧光传感新机制，为放射性核素的检测乃至分离提供了一种新思路。

该研究成果近日发表在国际权威期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。能源与动力工程学院核科学与技术学院的硕士一年级研究生崔云怡为论文第一作者，林健教授为论文通讯作者，西安交通大学核科学与技术学院为本论文唯一通讯单位。此项研究工作得到了国家自然科学基金的资助，论文中的表征及测试得到了西安交通大学分析测试共享中心的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202410453

上一篇：合肥研究院在耐热抗辐照钢设计方面取得进展下一篇：物理系硕士生宁苑杰在《Chemical Engineering Journal》

Hot News / 相关推荐

利用DNA适配体对稀土元素进行动力学分析与亲和力表征

2025 - 01 - 15

点击次数: 4

来源：X-MOL稀土元素（如钪Sc、钇Y和镧系元素Ln）因其独特的物理和化学性质，被誉为“工业维生素”，广泛应用于机械铸件、发光材料、高性能永磁体和医疗设备等高科技领域。然而，由于这些元素之间的化学性质极为相似且常伴生于矿物中，它们的分离过程极具挑战性。此外，随着稀土的开采污染问题逐渐显现。快速、低成本地检测和区分稀土元素对于资源的高效利用与污染监测至关重要。核酸适配体因其独特的金属配位能力、高稳...

超快光谱建立La3Ni2O7密度波相变的压力演化相图

2025 - 01 - 15

点击次数: 4

来源：科学院物理研究所镍基超导体是继铜基和铁基之后又一个重要的高温超导家族。镍氧化物与铜氧化物具有类似的晶体结构和电子构型，为高温超导机理研究提供了新的平台。2023年中国科学家首次发现双镍氧层钙钛矿La3Ni2O7单晶在14 GPa压力下出现高达80K的超导电性，引起了国内外同行的广泛关注。该材料在常压下不具备超导电性，但可能存在两个类密度波相变。研究La3Ni2O7类密度波相变在压力下的演化过...

福建物构所稀土配位超分子体系上转换圆偏振发光取得新进展

2025 - 01 - 14

点击次数: 143

来源：福建物质结构研究所近年来，圆偏振发光与上转换发光的融合吸引了科学家们的广泛关注。这种独特的上转换圆偏振发光现象，可以将未极化的低能光子转化为具有圆偏振特性的高能光子的反斯托克斯光学，为光学材料、生物医学成像以及量子信息处理等诸多前沿领域注入了无限可能。目前，这一现象已经在三重态-三重态湮灭上转换、双光子吸收以及上转换纳米粒子等体系得以实现。相较之下，稀土配合物的分子上转换因其可控合成、精确的...

哈工大深圳校区陈祖煌教授团队实现无铅钛酸钡薄膜铁电性能大幅提升

2025 - 01 - 14

点击次数: 113

来源：哈尔滨工业大学哈工大全媒体（刘培香王涛王舒邈/文王涛/图）近日，深圳校区材料科学与工程学院陈祖煌教授团队在铁电薄膜领域取得新进展，研究成果以《氮掺杂实现钙钛矿氧化物铁电性能的显著增强》（Large Enhancement of Ferroelectric Properties of Perovskite Oxides Via Nitrogen-incorporation）为题发表在《科...