核能在保證能源供應(yīng)安全、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮著重要作用，而核廢料（如放射性碘污染物）的回收引起了全球性關(guān)注。因此，明確放射性元素吸附位點(diǎn)，探究吸附作用機(jī)制具有重要的科學(xué)意義。

中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員張健和方偉慧等首次報(bào)道了一系列由鋁氧輪簇組裝的介孔材料，并系統(tǒng)研究了其碘吸附性能?？蒲腥藛T將吡唑熱合成方法引入到鋁氧團(tuán)簇的制備，利用吡唑類(lèi)衍生物與羧酸配體得到一系列Al8鋁氧分子環(huán)型輪簇（AlOC-15-AlOC-25）。通過(guò)對(duì)外圍有機(jī)配體類(lèi)型的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)宏觀帶隙和表面潤(rùn)濕性的調(diào)控。通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑的引入，鋁氧分子環(huán)的堆積形式從納米管轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎匠肿蛹{米籠結(jié)構(gòu)（AlOC-26-NC到AlOC-29-NC）。這類(lèi)超分子納米籠化合物同時(shí)具有介孔（21.19）和微孔孔道（7.8）。超分子納米籠不僅可以宏量制備，而且具有很好的熱穩(wěn)定性。碘蒸氣吸附實(shí)驗(yàn)表明，這類(lèi)超分子納米籠具有較好的碘吸附性能（50.3 wt %）。此外，科研人員通過(guò)單晶X射線(xiàn)衍射明確了碘分子的吸附位點(diǎn)：碘分子在I…π（4.72和3.81）作用力下有序地排列在超分子納米籠的微孔孔道中。每個(gè)超分子納米籠被24個(gè)碘分子所占據(jù)，這與碘吸附實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)及熱重分析數(shù)據(jù)吻合。該類(lèi)碘吸附超分子納米籠可以循環(huán)使用。材料AlOC-22（納米管）和AlOC-26-NC（納米籠）是一對(duì)同分異構(gòu)體，具有相同的分子式卻截然不同的碘吸附行為，這與它們的結(jié)構(gòu)類(lèi)型密切相關(guān)。

該研究實(shí)現(xiàn)了鋁氧輪簇的介孔超分子組裝，并從分子層面探究了碘吸附位點(diǎn)和機(jī)制，將促進(jìn)超分子材料作為吸附劑在捕獲和儲(chǔ)存裂變產(chǎn)物氣體中的應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of the American Chemical Society上，福建物構(gòu)所碩士研究生姚舒陽(yáng)為論文第一作者。

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福建物構(gòu)所鋁氧輪簇組裝研究取得進(jìn)展