近日，核能安全所科研人员在放射性碘污染治理与原位检测领域取得重要进展，成功研发出一种基于银修饰MOF(Metal-Organic Framework，金属有机框架)衍生富氧空位的TiO2-x纳米复合材料，实现对痕量放射性碘离子的高效去除与快速检测。相关成果发表于分离纯化领域国际权威期刊Separation and Purification Technology(《分离纯化技术》)。
放射性碘(尤其是长寿命129I)是核电运行、乏燃料后处理及核事故场景中的关键放射性污染物，具有水溶性高、环境迁移性强、易在人体甲状腺富集等特点，对生态环境与公众健康构成潜在威胁。当前碘处理材料普遍存在银纳米粒子易氧化团聚、吸附容量有限、检测依赖大型仪器等问题，难以满足放射性废水深度处理与现场快速监测的双重需求。
针对上述难题，研究人员以钛基 MOF(MIL-125)为前驱体，通过控温热解-溶液沉积协同策略，精准构筑出兼具Ag0与Ag2O双活性位点的 Ag2O-Ag@TiO2-x多功能纳米复合材料。该材料创新性构建氧空位与Ag/TiO2-x肖特基结协同体系，通过“光催化氧化-化学吸附”耦合机制，实现碘离子的高效捕获。
实验数据显示，该材料最大碘吸附容量达143.9 mg g-1，对低至300 μg L-1的痕量碘离子去除率仍超95%，处理后的水质符合国家地表水环境质量标准。同时，该复合材料展现出优异的碘过氧化物酶模拟活性，构建AT-TMB-H2O2比色传感体系，可实现碘离子裸眼可视化检测，检测限低至1.33μM，且能抵御13种常见阴离子干扰，适用于海水、核废水等复杂水体环境。此外，材料经γ射线辐照后仍保留94%以上吸附性能，银浸出浓度远低于国标限值，具备优异的辐射稳定性与环境安全性。
该研究实现了放射性碘的高效去除和快速检测，有效解决传统材料功能单一、难以现场应用的问题。相关成果深化了对碘 材料界面相互作用机制的认识，可为核电设施放射性废水处理、核应急现场监测及环境碘污染治理提供新材料与新方法，对保障核能安全可持续发展具有重要实用价值。
该论文第一作者为核能安全所博士后陈凯伟，通讯作者为核能装备与控制安全研究室刘月月副研究员和南京理工大学杨毅研究员。该项研究得到中国博士后科学基金、国家自然科学基金等项目的资助。
图1.AT纳米复合材料对放射性碘离子的吸附和检测机理
图2. 不同碘物种在吸附剂表面的优化构型：(a-b) I吸附在AT纳米复合材料表面;
(c-f) I2吸附在I-AT纳米复合材料表面;(g-h) I3吸附在I-AT纳米复合材料表面。
