劉緩緩，王 迪，朱 妍，張 磊，張利峰，唐 顯

(中國(guó)原子能科學(xué)研究院 核技術(shù)綜合研究所，北京 102413)

自然界中，硼有10B和11B兩種穩(wěn)定同位素，其天然豐度分別為19.8%和80.2%，10B對(duì)熱中子吸收截面非常大，達(dá)3 837 barns，為石墨的20多倍，約為11B(0.005 barns)的 7.7×105倍，高豐度的硼同位素(10/11B)產(chǎn)品在核工業(yè)、軍工、現(xiàn)代工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。而目前我國(guó)高豐度(>95%)硼-10幾乎完全依賴進(jìn)口，受制于人，因此，開發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效費(fèi)比硼同位素分離技術(shù)具有重要意義。

硼同位素分離方法主要包括化學(xué)交換精餾法[2-3]、激光法[4-6]、離子交換色譜法[7-9]、金屬-有機(jī)骨架材料吸附法[10]等。其中，化學(xué)交換精餾法是截至目前唯一工業(yè)化應(yīng)用分離硼同位素的方法，分離因子(S)介于1～1.060，但它工藝流程復(fù)雜、效費(fèi)比低，由于使用三氟化硼，對(duì)設(shè)備防腐性、密封性要求極高；其他方法還在研究實(shí)驗(yàn)階段。色譜法是一種能耗小、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的分離技術(shù)，使用硼酸水溶液，安全性高，是一種極具潛力的同位素分離方法，因此尋找合適的吸附劑最為關(guān)鍵。當(dāng)前，金屬有機(jī)骨架(metal-organic frameworks, MOFs)材料具有產(chǎn)率高、種類多、功能化容易、孔隙率和比表面積大等優(yōu)勢(shì)，具有作為吸附劑分離同位素的潛力[10]。實(shí)際上相關(guān)研究人員已在開展利用MOFs進(jìn)行氫同位素的分離，且取得了較好的結(jié)果，其中MIL-53(Al)對(duì)氫同位素的分離因子S高達(dá)13.6(溫度為40 K)[11]。而利用MOFs分離硼同位素的相關(guān)研究較少，僅2017年天津大學(xué)的研究報(bào)道，MIL-101(Cr)對(duì)硼同位素的S為2.0[10]，但研究者對(duì)MOFs材料分離硼同位素的研究還不夠深入、系統(tǒng)，且機(jī)理研究較少。

為系統(tǒng)地研究MOFs對(duì)硼同位素的分離，需對(duì)其分離效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，一般可以通過理論計(jì)算[12-13]或?qū)嶒?yàn)的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于前者，1933年，Urey和Rittenberg[14-15]最早從理論上研究化學(xué)平衡中的同位素效應(yīng)；1947年，Biegleisen和Mayer[16]簡(jiǎn)化了計(jì)算公式，提出約化配分函數(shù)比，只需得到不同物質(zhì)在同位素交換前后的振動(dòng)頻率就可以理論計(jì)算它們之間的平衡常數(shù)K；1977年，Kakihana等[17]對(duì)10/11KB進(jìn)行理論估計(jì)，為1.019 4(25 ℃)，Zeebe通過分子模擬的方法計(jì)算得到的平衡常數(shù)1.020～1.033[18]，可以看出，理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)得到的單級(jí)分離因子S值方向性一致，但是存在一定誤差，因此，在理論計(jì)算方面還有很大的研究空間。對(duì)于后者，需通過單級(jí)分離因子S來評(píng)價(jià)[7-10,14]，即在分離達(dá)到平衡時(shí)，硼同位素在MOFs相和溶液相中的分配比例，而對(duì)于MOFs吸附材料，直接測(cè)定MOFs相中的硼同位素豐度比存在困難，一般測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼濃度(c0、c1)和硼同位素豐度比(α0、α1)計(jì)算得到S[10]。

研究報(bào)道表明[10]，評(píng)價(jià)MOFs對(duì)硼同位素分離效果需要測(cè)定硼濃度，測(cè)定硼濃度的方法主要包括電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)和自動(dòng)電位滴定法等，文獻(xiàn)中常采用ICP-AES，但其相對(duì)測(cè)量不確定度較大，在1%～10%范圍，這對(duì)于MOFs材料吸附硼同位素實(shí)驗(yàn)中的硼濃度變化較小時(shí)的S測(cè)量來說，誤差較大，該方法不可用。

因此，本文引入自動(dòng)電位滴定法，加入甘露醇作為強(qiáng)化試劑與硼酸絡(luò)合，生成較強(qiáng)的絡(luò)合酸(Ka=10-6)，再用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定硼酸濃度，引用儀器自帶的一階導(dǎo)數(shù)法確定滴定終點(diǎn)，該方法的相對(duì)測(cè)量不確定度(2RSD)為0.2%～0.8%，滿足MOFs對(duì)硼同位素分離效果測(cè)定中較小硼濃度變化的測(cè)定要求。應(yīng)用建立的自動(dòng)電位滴定法測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼濃度，用多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜(MC-ICP-MS)測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼同位素豐度比10B/11B，以Cu-MOF-OCH3、UiO-66-NH2、MIL-101(Cr)-2,3-OH三種MOFs材料為例，測(cè)定其對(duì)硼同位素的靜態(tài)分離效果，為系統(tǒng)研究MOFs材料對(duì)硼同位素的分離效果提供參考。

1 主要儀器與材料

1.1 主要儀器與裝置

MetrohmOMNIS Titrator自動(dòng)電位滴定儀：瑞士萬(wàn)通中國(guó)有限公司；Nu Plasma Ⅱ多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：英國(guó)NU Instruments公司；電子天平(0.01 mg～220 g)：Sartorious；高溫鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科技有限公司；臺(tái)式高速離心機(jī)：湘儀離心機(jī)儀器有限公司；恒溫振蕩器：上海一恒科技有限公司；超聲清洗器：昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 主要材料與試劑

硼酸：優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甘露醇、氫氟酸：分析純，購(gòu)自阿拉??；四氯化鋯：分析純，北京百靈威科技有限公司；氫氧化鈉、N,N-二甲基甲酰胺、無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醇、丙酮、鹽酸、三水合硝酸銅、九水合硝酸鉻：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；2-甲氧基對(duì)苯二甲酸、2,3-二羥基對(duì)苯二甲酸：分析純，麥克林；2-氨基對(duì)苯二甲酸：分析純，上海畢得醫(yī)藥科技有限公司；吡啶：分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠；鄰苯二甲酸氫鉀：基準(zhǔn)試劑，阿拉??；硼酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：美國(guó)AccuStandard公司；硼同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)IRMM-011：歐洲標(biāo)準(zhǔn)局；Mili-Q超純水機(jī)：18.2 MΩ·cm，美國(guó)密理博公司；pH電極：1～13，玻璃復(fù)合電極231，Metrohm。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼濃度

選擇自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼濃度，具體流程示于圖1。硼酸電離常數(shù)非常小(Ka=5.8×10-10)，無(wú)法用經(jīng)典酸堿滴定法直接滴定，采用弱酸強(qiáng)化法，通過加入甘露醇作為強(qiáng)化試劑與硼酸絡(luò)合，生成較強(qiáng)的絡(luò)合酸(Ka=10-6)，再用NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，絡(luò)合反應(yīng)如圖2所示，引用OMNIS Titrator儀器自帶的一階導(dǎo)數(shù)法確定滴定終點(diǎn)，自動(dòng)電位滴定儀的主要參數(shù)設(shè)置列于表1。

圖1 自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼濃度的流程圖Fig.1 Flow chart of automatic potentiometric titration for determination of boron concentration

2.1.1氫氧化鈉濃度標(biāo)定 配制濃度約為0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液；準(zhǔn)確稱取在105 ℃烘箱中烘干2 h的鄰苯二甲酸氫鉀0.49～0.51 g，置于250 mL聚丙烯燒杯中，加入50 mL高純水，攪拌溶解；使用Metrohm OMNIS自動(dòng)電位滴定儀，用配制的氫氧化鈉溶液滴定，做3組平行實(shí)驗(yàn)，取平均值，并計(jì)算測(cè)量不確定度。

2.1.2硼酸濃度的滴定 用移液槍準(zhǔn)確移取濃度約為0.1 mol/L的待測(cè)硼酸溶液1 mL于100 mL聚丙烯燒杯中，加入甘露醇0.146 0 g(理論量的4倍)，加入25 mL高純水，攪拌10 min，振搖均勻。用標(biāo)定后的氫氧化鈉溶液進(jìn)行滴定；每個(gè)樣做3組平行實(shí)驗(yàn)，取平均值，并進(jìn)行測(cè)量不確定度計(jì)算。

圖2 絡(luò)合反應(yīng)Fig.2 Complexation reaction equation

表1 自動(dòng)電位滴定儀的主要參數(shù)設(shè)置Table 1 The main parameter setting of automatic potentiometric titrator

2.1.3標(biāo)準(zhǔn)偏差 上述實(shí)驗(yàn)根據(jù)公式(1)、(2)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差(standard deviation, SD)、測(cè)量精度(relative standard deviation, RSD)和測(cè)量不確定度的計(jì)算，其中，測(cè)量不確定度由2倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差，即2SD表征。

(1)

(2)

2.2 硼同位素豐度比測(cè)定

使用多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜(MC-ICP-MS)測(cè)定硼同位素豐度比(10B/11B)，B離子束的測(cè)定采用法拉第杯L5、H7同時(shí)多接收的方式。采用硼同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)IRMM-011對(duì)MC-ICP-MS的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使其靈敏度高、峰形好且有平頂。測(cè)量次數(shù)為20次，優(yōu)化參數(shù)列于表2。

表2 MC-ICP-MS測(cè)定硼同位素的儀器參數(shù)Table 2 Instrument parameters for determination of boron isotopes by MC-ICP-MS

2.3 Cu-MOF-OCH3、UiO-66-NH2、MIL-101(Cr)-2,3-OH三種MOFs的合成

針對(duì)硼同位素分離，參考文獻(xiàn)合成Cu-MOF-OCH3[19]、UiO-66-NH2[20]和MIL-101(Cr)-2,3-OH[21]三種水穩(wěn)定的MOFs。

2.3.1Cu-MOF-OCH3合成 在室溫下，將5-甲氧基間苯二甲酸(10 mmol)的甲醇溶液加入到三水合硝酸銅(Cu(NO3)2·3H2O,10 mmol)和吡啶(0.8 g)的混合甲醇(200 mL)溶液中，室溫下攪拌反應(yīng)5 d。產(chǎn)物通過離心的形式收集，用無(wú)水甲醇洗滌三次，在293 K真空條件下干燥2 h，得到藍(lán)色粉末狀樣品。

2.3.2UiO-66-NH2合成 在室溫下，稱取四氯化鋯(ZrCl4，4 mmol)和2-氨基對(duì)苯二甲酸(NH2-H2BDC，8.7 mmol)于100 mL的對(duì)位聚苯酚(PPL)內(nèi)襯中，加入24 mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)和0.67 mL的鹽酸，充分混合均勻裝入反應(yīng)釜，在473 K條件下反應(yīng)16 h后緩慢降到室溫。產(chǎn)物通過離心的形式收集，用DMF、乙醇和丙酮洗滌三次，在423 K真空條件下干燥8 h，得到淡黃色粉末狀樣品。

2.3.3MIL-101(Cr)-2,3-OH合成 在室溫下，稱取2,3-二羥基對(duì)苯二甲酸(H2BDC-2,3-OH,10 mmol)、九水合硝酸鉻(Cr(NO3)·9H2O,10 mmol)于100 mL的PPL內(nèi)襯中，加入0.4 mL氫氟酸和48 mL超純水，充分混合均勻后裝入反應(yīng)釜，在493 K條件下反應(yīng)12 h后緩慢降到室溫。產(chǎn)物通過離心的形式收集，用DMF和甲醇洗滌三次，在393 K真空條件下干燥12 h，得到黑灰色粉末狀樣品。

2.4 MOFs材料表征

分別對(duì)上述三種MOFs的結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征分析，包括X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)分析、N2吸附脫附曲線和熱穩(wěn)定分析(TGA)。

2.5 MOFs對(duì)硼同位素的靜態(tài)分離

用聚丙烯材質(zhì)的容器配置濃度約0.1 mol/L的硼酸溶液；用天平分別稱取定量MOFs于50 mL聚丙烯離心管中，用移液槍加入對(duì)應(yīng)體積上述配制好的0.1 mol/L的硼酸溶液，具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)列于表3。用封口膜封好離心管蓋，在25 ℃條件下，經(jīng)恒溫振蕩器中速振蕩24 h；待振蕩結(jié)束后，8 000 r/min離心5.5 min，離心分離后將上清液通過0.22 μm濾膜過濾；用自動(dòng)電位滴定法測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼濃度，用MC-ICP-MS測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼同位素豐度比10B/11B，根據(jù)公式(4)計(jì)算單級(jí)分離因子S。

表3 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)參數(shù)Table 3 Parameter for static adsorption experiments

3 結(jié)果與討論

3.1 自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼濃度

3.1.1氫氧化鈉濃度標(biāo)定 氫氧化鈉易吸濕，不是基準(zhǔn)物質(zhì)，故不能準(zhǔn)確配制NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，需用鄰苯二甲酸氫鉀基準(zhǔn)試劑標(biāo)定，屬于強(qiáng)堿滴定弱酸：

C6H4COONaCOOK+H2O

計(jì)算公式：

(3)

式中，mKHC8H4O4為質(zhì)量，g；MKHC8H4O4為摩爾質(zhì)量，g/mol；VNaOH為體積，L；CNaOH為濃度，mol/L。

實(shí)驗(yàn)中每天都對(duì)氫氧化鈉的濃度進(jìn)行標(biāo)定，每次標(biāo)定三次取平均值，以3天的標(biāo)定結(jié)果為例，結(jié)果分別為0.097 57、0.097 55、0.097 83 mol/L，由計(jì)算可知，3天的NaOH濃度標(biāo)定結(jié)果的測(cè)量不確定度為±0.000 31，測(cè)量精度為0.16%，說明NaOH濃度變化較小，但是為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每天依然標(biāo)定三次取平均值。

3.1.2甘露醇用量確定 實(shí)驗(yàn)中甘露醇的用量應(yīng)控制在理論用量的3～6倍[22]，其中控制在理論用量的4倍時(shí)，有較好的精度。本文驗(yàn)證了甘露醇的用量對(duì)硼酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定的影響，結(jié)果列于表4，可以看出，當(dāng)加入的甘露醇的量為理論用量的4倍時(shí)，硼酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定值和參考值相差最小(-0.000 13 g)，準(zhǔn)確度高，后續(xù)實(shí)驗(yàn)都加入4倍甘露醇的理論用量進(jìn)行硼酸的電位滴定。

表4 甘露醇的用量測(cè)定Table 4 Determination of the dosage of mannitol

3.1.3硼酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定 為驗(yàn)證儀器和方法的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)對(duì)硼酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行滴定，滴定結(jié)果列于表5，可以看出，硼酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)量值和參考值相差0.000 07～0.000 10 g，說明方法準(zhǔn)確可靠，可用于硼酸濃度的測(cè)定。

表5 硼酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定Table 5 Determination of boric acid reference materials

3.1.4硼酸濃度測(cè)定 應(yīng)用建立的自動(dòng)電位滴定法，對(duì)吸附前、后的硼酸溶液硼濃度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果列于表6。由表6數(shù)據(jù)可以看出，方法的測(cè)量不確定度(2SD)在0.000 2～0.000 8，測(cè)量精度(RSD)在0.10%～0.40%之間，滿足實(shí)驗(yàn)要求。

表6 硼酸溶液硼濃度的測(cè)定Table 6 Determination of the boron concentration of boric acid in the solution

3.2 Cu-MOF-OCH3等三種MOFs的表征

Cu-MOF-OCH3、UiO-66-NH2、MIL-101(Cr)-2,3-OH的XRD圖示于圖3，可以看出，材料的衍射峰的位置與其標(biāo)準(zhǔn)譜衍射峰的位置一致，說明成功制備了這三種MOFs材料。

圖3 三種MOFs的XRD圖Fig.3 XRD of three MOFs

三種MOFs的N2吸附-脫附等溫線及孔徑分布示于圖4，前兩者等溫線類型顯示出Ⅱ型等溫線特點(diǎn)，MIL-101(Cr)-2,3-OH的等溫線類型則顯示出Ⅲ型等溫線特點(diǎn)。UiO-66-NH2與Cu-MOF-OCH3的孔徑較小，為小于1 nm的微孔，MIL-101(Cr)-2,3-OH的孔徑較大，為主要集中在2 nm左右的微孔和介孔，表明三種材料可用于吸附分離。

圖4 三種MOFs的N2吸附脫附曲線Fig.4 N2 adsorption-desorption isotherms of three MOFs

三種MOFs的SEM圖示于圖5，由圖5可知，制備的Cu-MOF-OCH3具有明顯的層狀結(jié)構(gòu)，制備的UiO-66-NH2顯示出相互交聯(lián)狀態(tài)，呈現(xiàn)不規(guī)則立方體堆積而成的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)、制備的MIL-101(Cr)-2,3-OH呈粒徑不均一的球形顆粒形貌，且含有部分無(wú)定形顆粒。

圖5 三種MOFs的SEM圖Fig.5 SEM of three MOFs

三者的熱重曲線示于圖6，先后經(jīng)歷孔道失水或雜質(zhì)、配體分解、金屬節(jié)點(diǎn)斷裂等過程。由圖6可以看出，三種MOFs在高溫下有很好的穩(wěn)定性，其中UiO-66-NH2能穩(wěn)定到約450 K，Cu-MOF-OCH3、MIL-101(Cr)-2,3-OH能穩(wěn)定到約500 K。

圖6 三種MOFs的TGA圖Fig.6 TGA of three MOFs

3.3 MOFs對(duì)硼同位素分離效果的評(píng)價(jià)

同位素分離效果的評(píng)價(jià)，除了通過理論計(jì)算同位素交換反應(yīng)的平衡常數(shù)K之外，還可以通過實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行測(cè)定，即測(cè)定靜態(tài)分離實(shí)驗(yàn)的單級(jí)分離因子S，它是衡量體系對(duì)混合物中不同組分分離效果的一個(gè)重要參數(shù)(如公式(4)所示)。一般來說，分離因子S越大，同位素效應(yīng)越大，該分離方法的分離效果越好。

應(yīng)用建立的自動(dòng)電位滴定法測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼濃度，用MC-ICP-MS測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼同位素豐度比，分離因子計(jì)算如下：

(4)

式中，10B/11B代表質(zhì)量數(shù)為10、11的硼同位素豐度比；下標(biāo)MOF表示MOF材料相，solution表示溶液相；c0、c1表示吸附前、后硼酸溶液的硼濃度，mol/L；α0、α1表示吸附前、后硼酸溶液的硼同位素豐度比(10B/11B)。

根據(jù)公式(4)計(jì)算得到一定溫度(25 ℃)、一定濃度(0.1 mol/L)下的硼酸溶液在MOFs材料上的分離因子S(表7)。其中，MC-ICP-MS測(cè)定硼酸溶液的硼同位素豐度比中，使用0.1 mol/L的硝酸氨(NH4NO3)、高純水清洗進(jìn)樣系統(tǒng)，使用濃度為900 ng/mL的IRMM-011硼同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)儀器各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，選擇儀器最合適的工作條件，使其靈敏度高、峰形好且有平頂。針對(duì)質(zhì)譜儀在同位素測(cè)定時(shí)存在質(zhì)量歧視效應(yīng)和儀器質(zhì)量漂移等，采用樣品-標(biāo)準(zhǔn)交叉法(standard-sample bracketing, SSB)校正[23]。表7中平衡吸附量qe的計(jì)算公式如下：

(5)

式中，c0、c1表示吸附前、后硼酸溶液的硼濃度，mol/L；M表示硼的摩爾質(zhì)量，10.81 g/mol；D表示MOFs吸附劑的加入量，g/L。

根據(jù)表7可以看出，MC-ICP-MS的測(cè)量不確定度在0.000 02～0.000 16，滿足實(shí)驗(yàn)要求；Cu-MOF-OCH3、UiO-66-NH2和MIL-101(Cr)-2,3-OH對(duì)硼同位素的分離因子S分別為1.066、1.037和1.079，均大于目前應(yīng)用最廣泛的商用樹脂Amberlite IR743 的S(1.027)[24]，其中，Cu-MOF-OCH3對(duì)10B的10/11S>1，說明Cu-MOF-OCH3更容易吸附以正四面體結(jié)構(gòu)形式存在的10B(OH)4-陰離子，因而有同位素效應(yīng)；UiO-66-NH2、MIL-101(Cr)-2,3-OH對(duì)11B的11/10S>1，說明MOFs中的-NH2和鄰羥基更容易與以平面三角形結(jié)構(gòu)形式存在的11B(OH)3分子作用，形成中性螯合物，從而有同位素效應(yīng)。

表7 硼同位素分離因子Table 7 Boron isotope separation factor

4 結(jié)論

本研究系統(tǒng)地建立了測(cè)定硼酸溶液中硼濃度的自動(dòng)電位滴定法，甘露醇用量為理論用量的4倍，硼酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)量值與參考值之差最小(-0.000 13 g)，該方法的測(cè)量不確定度為0.000 2～0.000 8，測(cè)量精度為0.10%～0.40%，方法準(zhǔn)確、可靠，滿足MOFs對(duì)硼同位素分離效果測(cè)定中較小硼濃度變化的測(cè)定要求。應(yīng)用建立的自動(dòng)電位滴定法測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼濃度，用MC-ICP-MS測(cè)定吸附前、后硼酸溶液的硼同位素豐度比，以Cu-MOF-OCH3、UiO-66-NH2、MIL-101(Cr)-2,3-OH三種MOFs材料為例，測(cè)定其對(duì)硼同位素的靜態(tài)分離效果。結(jié)果表明，Cu-MOF-OCH3、UiO-66-NH2和MIL-101(Cr)-2,3-OH對(duì)硼同位素的分離因子S分別為1.066、1.037和1.079，均大于目前應(yīng)用最廣泛的商用樹脂Amberlite IR743 的S(1.027)，其中，Cu-MOF-OCH3對(duì)10B的S>1，說明Cu-MOF-OCH3更容易吸附以正四面體結(jié)構(gòu)形式存在的10B(OH)4-陰離子，因而有同位素效應(yīng)；UiO-66-NH2、MIL-101(Cr)-2,3-OH對(duì)11B的S>1，說明MOFs中的-NH2和鄰羥基更容易與以平面三角形結(jié)構(gòu)形式存在的11B(OH)3分子作用，形成中性螯合物，從而有同位素效應(yīng)。這為系統(tǒng)研究MOFs材料對(duì)硼同位素的分離技術(shù)奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。