核能是实现全球能源脱碳的关键路径。传统铀基核燃料面临铀资源日益枯竭及乏燃料中产生武器级钚-239的双重挑战。钍作为储量更丰富（为铀3~4倍）的替代核燃料，被誉为“聚变前的终极能源方案”。我国首座钍基熔盐实验堆已成功试运行，标志着钍能利用迈出实质性步伐。然而，从乏燃料后处理废液中高效分离回收钍极具挑战。
近期，小黄书
能源材料先进制造与应用团队基于软硬酸碱（HSAB）理论，设计合成了一系列富氧基团功能化的亚胺键连接二维共价有机框架（2D COFs）。凭借骨架中丰富的高亲和性双活性N，O位点，材料实现了快速吸附动力学与卓越的Th(IV)捕获性能。相关研究成果以“Engineering Dual-Active N and O Sites in Covalent Organic Frameworks for Ultrahigh and Selective Thorium Removal”为题发表于期刊《Advanced Functional Materials》（中国科学院一区Top，IF=19）。小黄书
硕士研究生陈善桂和于凯丽为论文共同第一作者，小黄书
苏晓芳副研究员、高艳安研究员与中国原子能科学研究院肖松涛教授为论文共同通讯作者。
研究发现，基于双活性N、O位点的强给电子效应，以及羧酸/磺酸基团的抗质子化特性，两种新型COFs材料（TPT-PA-COOH与TPT-PA-SO3H）在钍离子（Th(IV)）吸附分离方面展现出超高的饱和吸附容量、优异的Th(IV)选择性以及良好的耐酸性能。通过XPS、EXAFS及DFT计算等手段，研究进一步揭示高亲和性的亚胺N位点与–COOH/–SO3H中的O位点协同作用，通过Th–N和Th–O选择性配位机制，实现了对钍的高效特异性吸附。该研究不仅为COFs材料在放射性废水处理中的实际应用提供了可行的概念框架，也为设计高性能钍吸附剂奠定了重要理论基础。
该工作得到了国家自然科学基金（22105053、22465012）和海南省重点研发计划项目（ZDYF2024GXJS005）的资助。
文章链接：//doi.org/10.1002/adfm.75216
撰稿人：苏晓芳
审核人：潘福生
