开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
1.引言
1.1放射性碘的危害
随着能源工业的发展，核能的开发吸引了人们的关注，目前核能已经成为最重要的替代能源之一，并且已经占了总电能的16%。扩大核能应用的障碍之一便是核事故的发生，在这些事故中，大量未处理的核废料被释放到大气，水，土壤中，对环境和人体新陈代谢都造成了严重危害。安全的核能离不开核废料的安全储存。129I和131I是其中主要的放射性危害元素，129I的半衰期非常长（～107年），意味着其必须得到有效的捕集与储存。131I的半衰期虽说较短（～8.02天），由于其的高挥发性和对人类新陈代谢的影响，也需要立即捕获。因此研究出有效捕获和储存放射性碘的方法，是十分迫切的。
1.2放射性碘的主要处理方法
目前，用于吸收碘的主要材料有无机吸附剂，POPs（porous organic polymers），MOFs（metal organic frameworks），杯芳烃，离子溶液等。
无机吸附材料有含银沸石[1]，和含银的气凝胶[2]等，通过银分子与碘分子之间Ag—I的成键，达到对碘的吸附作用。由于无机吸附剂的表面积有限，其对于碘分子的吸附能力并不高，且含银的成本略高，对环境也具有负面影响，该材料的实际应用受到限制。
MOFs（金属有机框架）是一类新兴的多功能杂合材料，具有较高的表面效率（gt;1000m2/g），且其金属核心和有机连接基团赋予了MOFs可调节的物化性质，是纯金属或纯有机材料所不具备的。例如ZIF-8，是MOFs材料的一种，其具有良好的碘捕集能力。有实验[3]研究了将ZIF-8与多聚物材料相结合，ZIF-8纳米颗粒的2-甲基咪唑有机配体与多聚物的结构可催化弱二级键的形成，实验中采用了两种多聚物，分别是Matrimid（玻璃状），PU（橡胶状），结果表明橡胶状的聚合物与ZIF-8结合有更好的吸收和保留特性，PU/ZIF-8 30wt% 的性能较好，对环己烷中碘的吸收可达到32.4 wt%，MOFs虽具有较大的表面积，较好的吸收性能，但核能工厂通常含有高含量的水蒸气，且核废料的温度也相当高，MOFs较低热度湿度稳定性限制了其实际应用。
POPs相对于MOFs，具有更大的表面积，和更高的热力学化学稳定性，使其成为吸收碘的热门材料。如今已经研发出许多种类的POPs[4]，例如CMPs(conjugated microporous polymers)，POFs(porous organic fameworks)，COFs(covalent organic frameworks)，CTFs(covalent trazine-based frameworks)，HCPs(hypercrosslinked porous polymers)等，Ren研究小组制备了一种新型含有噻吩的CMPs，对碘的吸收达到345 wt%，Geng研究小组制备了一种荧光CMPs，对碘的吸收达到443 wt%，Guo研究小组制备了一种新型2D COFs，对碘的吸收达到543 wt%。Jie研究小组[5]研究了基于苯醌衍生物—氢化吩嗪结构的PHF（porous hydro phenazine framework）对碘的吸收性能，实验中合成的多孔化合物为PHF-1，其用稀盐酸处理过后质子化产物为PHF-1-Ct，PHF-1与PHF-1-Ct对气体碘的吸收能力分别为3.05g/g，4.05g/g，原因是PHF-1-Ct带有正电荷，可吸引I-，兼具化学吸收和物理吸收，实验表明PHF-1-Ct还可吸收有机溶液和水溶液中的碘。Wang研究小组[6]研究了含有吡啶单元的CMPs（conjugated microporous polymers），由于刚性芳香环和杂环的pi;键共轭作用可提高吸附作用，吡啶单元作为富电子杂环基团，可提高CMPs的吸附性能，实验中CMP-LS7，CMP-LS8对蒸汽碘的吸收能力分别为2.77g/g，5.29g/g。实验表明其还具有检测和吸附四环素的性能。
由于富电子的杯芳烃对I2有高亲和力，近些年，将杯芳烃作为POPs的主干，引起了研究人员的兴趣，Trabolsi研究小组[7]研究了含有Li的多聚杯芳烃，吸收碘的能力达到312 wt%；Yuan研究小组[8]研究了azo-bridged杯芳烃POFs，吸收碘的能力达到477 wt%；Guo 研究小组[9]研究了一种新型COFs，吸收碘的最高值可达543%。Zhang研究小组[4]研究了基于三嗪的共价有机多聚杯芳烃（Calcop1），这种化合物的特点是可吸收水溶液中的碘分子，吸收能力达232wt%，而对蒸汽碘的吸收不理想。由于对放射碘的冷却主要采取水冷技术，因此碘会溶解在水中，所以对水溶液中碘分子的吸收也是十分必要的。此外，由于杯芳烃具有较大的内部空间，杯芳烃还可通过形成配位笼，达到吸附碘的目的，杯芳烃家族有硫杂杯芳烃（thiacalixarene），邻苯二酚杯芳烃（pyrogalloarene），间苯二酚杯芳烃（C4Rs）等，都可以作为合成配位笼的单元。Pei研究小组[10]，通过四羧酸辅助配基的调节，成功合成了基于C4R的六聚体配位笼，对于蒸汽碘的吸附能力达到1.42g/g，与一些熟知的MOFs，例如ZIF-8（1.25g/g），MFM-300（Sc）（1.54g/g），HKUST-1（1.75g/g）相差无几，但其对溶液中的碘吸收能力仅为146mg/g。
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