Como o radionuclídeo 235U (VI) é inevitavelmente liberado no ambiente natural, sua toxicidade potencial e irreversibilidade o tornaram um grande problema de poluição na produção de energia nuclear. Um estudo recente revelou que um nanomaterial de estrutura metálica orgânica semelhante a uma haste (MOF-5) foi usado como um adsorvente de alta eficiência para sorção de U (VI), indicando que MOF-5 pode ser usado para remoção rápida e eficiente de radionuclídeos.

O papel, relatado em Boletim de Ciências , é intitulado "Síntese de um novo nanomaterial de estrutura orgânica metálica semelhante a bastonete (MOF-5) para a remoção eficiente de U (VI):experimentos em lote e estudo de espectroscopia." Os autores sintetizaram um nanomaterial de estrutura metal-orgânica semelhante a uma haste (MOF-5) através do método solvotérmico, e usado para sorção efetiva de U (VI) em uma solução aquosa. Os resultados experimentais em lote mostraram que o mecanismo de interação dominante foi a complexação da superfície da esfera interna e a interação eletrostática. A capacidade máxima de sorção de U (VI) em MOF-5 foi de 237,0 mg / g em pH =5,0 e T =298 K, e o equilíbrio de sorção foi alcançado em cinco minutos. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que a remoção de U (VI) no MOF-5 foi um processo espontâneo e endotérmico. Adicionalmente, as análises FT-IR e XPS implicaram que a alta capacidade de sorção de U (VI) em MOF-5 foi principalmente devido aos seus abundantes grupos funcionais contendo oxigênio (isto é, C-O e C =O).

Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são uma classe de materiais porosos cristalinos que consistem em nós de metal (ou seja, íons metálicos ou aglomerados) e ligantes orgânicos conectados por meio de ligações de coordenação. MOFs estão entre os materiais mais amplamente investigados do século 21, devido à sua adaptabilidade estrutural, porosidade controlada, e alta cristalinidade. Íons metálicos amplamente utilizados para a construção de MOFs incluem Fe (III), Cu (II), Ca (II), Al (III), Mg (II), Zn (II), Cd (II), Co (II), Zr (IV), Ln (III), e Ti (III), que pode adotar várias geometrias de coordenação, como trigonal bipiramidal, piramidal, quadrado, tetraédrico e octaédrico. As estratégias para a preparação de MOFs podem ser divididas em duas categorias:(I) síntese direta não aquosa ou aquosa e (II) síntese mista não aquosa ou aquosa. Métodos de síntese amplamente utilizados incluem solvotérmicos, hidrotérmico, mecânico-químico, crescimento camada por camada, ultrassônico, eletroquímico, microondas e síntese de alto rendimento.

Desde a descoberta dos MOFs em 1995, eles foram aplicados nos campos de sorção, armazenamento de gás, separação, catálise, sensoriamento e biomedicina. Recentemente, muitos tipos de materiais baseados em MOF (por exemplo, SCU-100 e UiO-66-AO) foram sintetizados com sucesso e mostraram uma remoção rápida de U (VI) (dentro de 10 min) do que outros contaminantes. Até agora, cerca de 20 materiais MOF foram aplicados para sequestrar U (VI). Contudo, poucos artigos abordaram o estudo de material MOF-5 para remoção de U (VI), especialmente o mecanismo de interação.

Neste estudo, um método solvotérmico foi usado com sucesso para sintetizar uma amostra de MOF-5 e remover U (VI) de águas residuais radioativas. As morfologias e microestruturas de MOF-5 foram caracterizadas por MEV, TEM, FT-IR, XRD e XPS. Os experimentos em lote foram realizados em função do tempo de contato, Concentração de U (VI), temperatura, pH e força iônica. Além disso, o mecanismo de interação entre U (VI) e MOF-5 foi avaliado a partir dos resultados experimentais e da caracterização espectroscópica. Este artigo destacou a aplicação do MOF-5 como um candidato superior para enriquecimento de U (VI), que forneceu um novo material para remover radionuclídeos de soluções aquosas e aliviar a pressão de poluição ambiental.