Dado que el radionúclido 235U (VI) se libera inevitablemente en el medio ambiente natural, su potencial toxicidad e irreversibilidad lo han convertido en un importante problema de contaminación en la producción de energía nuclear. Un estudio reciente reveló que se utilizó un nanomaterial de estructura organometálica en forma de varilla (MOF-5) como adsorbente de alta eficiencia para la sorción de U (VI), lo que indica que MOF-5 se puede utilizar para la eliminación rápida y eficaz de radionucleidos.

El papel, reportado en Boletín de ciencia , se titula "Síntesis de un nuevo nanomaterial de estructura organometálica (MOF-5) en forma de varilla para la eliminación eficiente de U (VI):experimentos por lotes y estudio de espectroscopía". Los autores sintetizaron un nanomaterial de estructura organometálica en forma de varilla (MOF-5) a través del método solvotermal, y lo usó para la absorción efectiva de U (VI) en una solución acuosa. Los resultados experimentales por lotes mostraron que el mecanismo de interacción dominante era la complejación de la superficie de la esfera interna y la interacción electrostática. La capacidad máxima de sorción de U (VI) en MOF-5 fue de 237,0 mg / ga pH =5,0 y T =298 K, y el equilibrio de sorción se alcanzó en cinco minutos. Los parámetros termodinámicos indicaron que la eliminación de U (VI) en MOF-5 fue un proceso espontáneo y endotérmico. Adicionalmente, Los análisis FT-IR y XPS implicaron que la alta capacidad de sorción de U (VI) en MOF-5 se debió principalmente a sus abundantes grupos funcionales que contienen oxígeno (es decir, C-O y C =O).

Las estructuras metalorgánicas (MOF) son una clase de materiales porosos cristalinos que constan de nodos metálicos (es decir, iones metálicos o grupos) y enlazadores orgánicos conectados a través de enlaces de coordinación. Los MOF se encuentran entre los materiales más investigados del siglo XXI, debido a su adaptabilidad estructural, porosidad controlada, y alta cristalinidad. Los iones metálicos ampliamente utilizados para la construcción de MOF incluyen Fe (III), Cu (II), Ca (II), Al (III), Mg (II), Zn (II), Cd (II), Co (II), Zr (IV), Ln (III), y Ti (III), que puede adoptar varias geometrías de coordinación, como bipiramidal trigonal, piramidal, cuadrado, tetraédrico y octaédrico. Las estrategias para preparar MOF se pueden dividir en dos categorías:(I) síntesis directa no acuosa o acuosa y (II) síntesis mixta no acuosa o acuosa. Los métodos de síntesis ampliamente utilizados incluyen solvotermia, hidrotermal mecanoquímico, crecimiento capa por capa, ultrasónico, electroquímico microondas y síntesis de alto rendimiento.

Desde el descubrimiento de los MOF en 1995, se han aplicado en los campos de la sorción, almacenamiento de gas, separación, catálisis, detección y biomedicina. Recientemente, Se han sintetizado con éxito muchos tipos de materiales basados ​​en MOF (por ejemplo, SCU-100 y UiO-66-AO) y se ha demostrado una rápida eliminación de U (VI) (en 10 minutos) que otros contaminantes. Hasta ahora, se han aplicado aproximadamente 20 materiales MOF para secuestrar U (VI). Sin embargo, pocos artículos han abordado el estudio del material MOF-5 para la eliminación de U (VI), especialmente el mecanismo de interacción.

En este estudio, Se utilizó con éxito un método solvotermal para sintetizar una muestra de MOF-5 y eliminar el U (VI) de las aguas residuales radiactivas. Las morfologías y microestructuras de MOF-5 se caracterizaron por SEM, TEM, FT-IR, XRD y XPS. Los experimentos por lotes se realizaron en función del tiempo de contacto, Concentración de U (VI), temperatura, pH y fuerza iónica. Es más, El mecanismo de interacción entre U (VI) y MOF-5 se evaluó a partir de los resultados experimentales y la caracterización espectroscópica. Este documento destacó la aplicación de MOF-5 como un candidato superior para el enriquecimiento de U (VI), que proporcionó un nuevo material para eliminar radionucleidos de soluciones acuosas y aliviar la presión de la contaminación ambiental.