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Functionalized Ionic Porous Organic Polymers Exhibiting High Iodine Uptake from Both the Vapor and Aqueous Medium
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2021-07-19 , DOI: 10.1021/acsami.1c07178 Arunabha Sen 1 , Shivani Sharma 1 , Subhajit Dutta 1 , Mandar M Shirolkar 2 , Gourab K Dam 1 , Sumanta Let 1 , Sujit K Ghosh 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2021-07-19 , DOI: 10.1021/acsami.1c07178 Arunabha Sen 1 , Shivani Sharma 1 , Subhajit Dutta 1 , Mandar M Shirolkar 2 , Gourab K Dam 1 , Sumanta Let 1 , Sujit K Ghosh 1
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Large-scale generation of radioactive iodine (129I, 131I) in nuclear power plants pose a critical threat in the event of fallout, thus rendering the development of iodine sequestering materials (from both the vapor and aqueous medium) highly pivotal. Herein, we report two chemically stable ionic polymers containing multiple binding sites, including phenyl rings, imidazolium cations, and bromide anions, which in synergy promote adsorption of iodine/triiodide anions. In brief, exceptional iodine uptake (from the vapor phase) was observed at nuclear fuel reprocessing conditions. Furthermore, the ionic nature propelled removal of >99% of I3– from water within 30 min. Additionally, benchmark uptake capacities, as well as unprecedented selectivity, were observed for I3–anions. The excellent affinity (distribution coefficient, ∼105 mL/g) enabled iodine capture from seawater-spiked samples. Moreover, iodine-loaded compounds showed conductivity (10–4 S/cm, 10–6 S/cm), placing them among the best known conducting porous organic polymers. Lastly, DFT studies unveiled key insights in coherence with the experimental findings.
中文翻译：
功能化离子多孔有机聚合物在蒸汽和水介质中均表现出高碘吸收
核电站中放射性碘（129 I、131 I）的大规模产生在发生沉降时构成严重威胁，因此使碘隔离材料（来自蒸气和水介质）的开发变得非常关键。在此，我们报告了两种化学稳定的离子聚合物，它们包含多个结合位点，包括苯环、咪唑鎓阳离子和溴化物阴离子，它们协同促进碘/三碘化物阴离子的吸附。简而言之，在核燃料后处理条件下观察到异常的碘吸收（来自气相）。此外，离子性质推动去除 >99% 的 I 3 –从水中 30 分钟内。此外，还观察到 I 3 -阴离子的基准吸收能力以及前所未有的选择性。优异的亲和力（分布系数，~ 10 5 mL/g）能够从掺入海水的样品中捕获碘。此外，载碘化合物显示出导电性（10 –4 S/cm，10 –6 S/cm），使其成为最著名的导电多孔有机聚合物之一。最后，DFT 研究揭示了与实验结果一致的关键见解。
更新日期：2021-07-28
中文翻译：
功能化离子多孔有机聚合物在蒸汽和水介质中均表现出高碘吸收
核电站中放射性碘（129 I、131 I）的大规模产生在发生沉降时构成严重威胁，因此使碘隔离材料（来自蒸气和水介质）的开发变得非常关键。在此，我们报告了两种化学稳定的离子聚合物，它们包含多个结合位点，包括苯环、咪唑鎓阳离子和溴化物阴离子，它们协同促进碘/三碘化物阴离子的吸附。简而言之，在核燃料后处理条件下观察到异常的碘吸收（来自气相）。此外，离子性质推动去除 >99% 的 I 3 –从水中 30 分钟内。此外，还观察到 I 3 -阴离子的基准吸收能力以及前所未有的选择性。优异的亲和力（分布系数，~ 10 5 mL/g）能够从掺入海水的样品中捕获碘。此外，载碘化合物显示出导电性（10 –4 S/cm，10 –6 S/cm），使其成为最著名的导电多孔有机聚合物之一。最后，DFT 研究揭示了与实验结果一致的关键见解。
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