image: （a）CPFs复合珠对低活性废液中99TcO4–的深度净化处理；（b）基于CPFs粉体吸附材料与商用树脂提出的优化策略 view more
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研究团队针对痕量核废液净化处理需求及粉体材料规模化应用瓶颈，提出了一种可扩展的造粒成型策略。通过将功能化晶态多孔框架（HOFs，MOFs和COFs）均匀负载于高分子聚丙烯酸（PAA）、聚醚砜（PES）等高分子聚合物基质中，成功制备了34种毫米级复合珠（CPFs beads）。这一策略不仅结合了晶态材料的高效吸附性，同时利用聚合物网络有效防止微晶泄漏，为解决工业级应用中反应器堵塞、材料回收困难以及吸附性能与机械稳定性难以协同优化的长期难题提供了新思路。
基于上述策略构筑的PG-HOF-2/PES对痕量99TcO4–/ReO4–展现出超高选择性捕获能力，其疏水性表面可克服Hofmeister效应干扰，在10分钟内对ReO4–的去除率超过99.99%（分配系数Kd= 1.471×107 mL/g）,最大吸附容量达976.9 mg/g。
为验证其实际应用潜力，研究团队进一步开展了动态吸附柱实验。结果显示，1.0 g PG-HOF-2/PES复合珠可连续处理4.8 L预处理低放废液（LAW），净化后Re/Tc浓度远低于世界卫生组织（0.159 ppb）和美国环保署（0.053 ppb）规定的饮用水标准，仅为商业树脂处理后浓度的千分之六（同等条件下，溶液经商用树脂Purolite A530E处理后，残留Re浓度为8.498 ppb）。更为关键的是，PG-HOF-2/PES复合珠经多次吸附-脱附循环后仍保持稳定吸附性能，凸显了其在真实核废水处理场景中的应用可靠性。此外，所有CPF-X/PES复合珠对预处理废液的净化效果均显著优于原始粉体材料，证实了该策略的广泛适用性。
同时，研究团队通过密度泛函理论（DFT）对材料局部电荷结构进行模拟计算，以深入理解其高效吸附机制。结果表明，PG-HOF-2/PES与TcO4–/ReO4–存在强结合作用，显著优于商用季铵型树脂。通过抑制了晶态粉末的泄漏与团聚，优化吸附床层内的传质效率，该研究为高效、净化核废水提供了普适性策略参考，实现了从基础材料开发到实际水处理应用的链条式研究，推动了纳米吸附技术从实验室向工业级应用转化。