黄小荥、冯美玲：金属硫化物材料去除铯、锶研究取得新进展

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核能利用过程中不可避免地产生放射性废物。137Cs和90Sr是乏燃料中两种主要的裂变产物，是主要的β和γ射线放射源，释热量大，半衰期较长，对核废物的贮存和处置影响大。Cs+和Sr2+离子在环境中易迁移，难以快速、选择性捕获，从复杂放射性废液中有效捕获锶和铯是一项颇具挑战性的工作。

FJSM-SbS捕获Cs+离子和K+离子洗脱的单晶结构转化机理研究

         在国家自然科学基金面上、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才、福建省自然科学基金杰青和面上、中科院海西研究院融合发展基金等项目的支持下，福建物构所结构化学国家重点实验室黄小荥课题组冯美玲研究员领导的放射性污染控制研究小组在设计合成新型金属硫化物离子交换材料去除水环境中Cs+、Sr2+离子方面取得进展。该小组通过简单溶剂热制备的硫代亚锑酸盐FJSM-SbS对Cs+离子表现出快速（teCs ≤ 2min）、选择性捕获性能，同时具有抗β和γ辐照性能、洗脱便捷等优点。更为重要的是，在Cs+离子吸附前后和材料再生机理研究方面取得了新突破。通过单晶结构分析手段，发现了有趣的单晶到单晶的结构转化，揭示了Cs+被有效地捕获在硫代亚锑酸盐层内窗口中，源于硫代亚锑酸盐框架上S2-、OH-活性作用位点与Cs+的相互作用。Cs+离子进入和被洗脱前后材料结构表现出强的柔性响应。机理研究策略不仅有助于设计与合成高效的放射性核素捕获材料，而且有助于人们进一步深入理解材料结构与放射性核素捕获性能之间的构效关系（ACS Appl. Mater. Interfaces2021, 13, 5275-5283. DOI: 10.1021/acsami.0c21756）。该文第一作者为已毕业的国科大博士生廖翌钰同学。

FJSM-SnS/PAN复合材料对中性、酸性条件下Cs+、Sr2+离子柱分离研究

        为进一步探索材料的实际应用，该研究小组与美国西北大学化学系Mercouri G. Kanatzidis教授合作，将硫化物离子交换材料复合成型造粒，所制备的球形复合材料FJSM-SnS/PAN具有耐辐照性、耐酸碱性以及再生能力强等优点。通过材料复合成型，有效提高了硫化物材料的机械稳定性和可实际操作性。材料在中性或酸性条件下对Cs+和Sr2+离子具有较高的吸附能力和选择性。因具有规则的颗粒形态和良好的机械强度，该复合材料可以在离子交换柱中循环应用，并能在酸性条件下，对Cs+和Sr2+离子保持良好去除性能。该方法对Cs+和Sr2+离子的去除具有效率高、二次污染小、固废少等优点。该工作表明将硫化物离子交换材料复合是提高其可实际应用性的有效途径，材料对中性甚至酸性环境中的放射性核素修复具有一定的应用潜力（ACS Appl. Mater. Interfaces2021, 13, 13434？13442. DOI: 10.1021/acsami.1c01983）。该文第一作者为已毕业的联合培养硕士生李继龙同学。
        冯美玲研究员领导的研究团队还在离子液体构筑金属硫化物离子交换材料（ACS Appl. Mater. Interfaces2021, 13, 10191-10201. DOI: 10.1021/acsami.0c22690，第一作者为在读国科大博士生李伟安同学）和金属-氧簇基框架离子交换材料的设计合成和放射性离子去除性能、机理研究方面取得进展（ACS Appl. Mater. Interfaces2020, 12, 26222-26231. DOI: 10.1021/acsami.0c06082，第一作者为博士后马文博士）。她们的研究不仅实现了水环境体系中放射性离子的高效去除，还通过单晶结构分析、分子动力学模拟理论研究并结合XPS、EXAFS、Raman等手段在微观尺度上明晰了放射性核素的捕获机理（J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 11133-11140;2017, 139, 4314-4317; 2016, 138, 12578-12585；Angew. Chem. Int. Ed.2020, 59,1878-1883;2008, 47, 8623-8626, hot paper；J. Mater. Chem. A2018, 6, 3967-3976;2015, 3, 5665-5673；Chem. Mater.2020, 32, 1957-1963）。
         文章来源：福建物构所
        黄小荥，男，1969年生，博士，研究员，博士生导师。1990年7月大学本科毕业于厦门大学化学系，获理学学士学位；1994年至1998年为中国科学院福建物质结构研究所在职硕士生，导师卢绍芳研究员；2001年9月起在美国新泽西州州立罗格斯（Rutgers）大学攻读博士学位，专业无机化学，导师李静教授，2006年1月获博士学位；2006年1月至10月，在同一学校做博士后。
       冯美玲，女，1980年生，博士，研究员，博士生导师。2002年7月大学本科毕业于内蒙古师范大学，获理学学士学位；2007年7月博士毕业于中国科学院福建物质结构研究所，导师毛江高研究员；2007.7-2009.12中科院福建物质结构研究所纳米材料研究室黄小荥课题组任助理研究员；2009年12月晋升副研究员；2017年1月晋升研究员。2015.11-2016.8在美国西北大学Prof. Mercouri G. Kanatzidis小组进行访问研究。研究方向是面向国家重大环保问题战略需求，从事新型无机离子交换材料的制备和性能研究，旨在开发能够有效去除Cs+、Sr2+等离子，且具有良好的酸碱稳定性、高吸附量和高选择性的新型离子交换材料。目前已发表SCI论文60余篇，论文被他人引用达589次。申请国内发明专利5项（授权2项）。其中以第一作者和唯一通讯联系人发表一区论文J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Mater. Chem. A各一篇。目前主持国家自然科学基金面上项目1项、中科院海西研究院“春苗”青年人才专项1项。已结题项目（主持）：国家自然科学基金青年科学基金项目1项、中科院青年创新促进会专项基金1项、福建省自然科学基金面上项目1项、福建省青年人才项目1项。参与国家自然科学基金重点项目、面上项目和科技部“973”计划子课题等项目。