发展高效工业放射性碘捕获技术是解决当前核废料污染危机、实现核能可持续发展的重要保障。传统放射性碘捕获需要在高温（≥ 150 ℃）和低浓度（≤ 150 ppmv）条件下进行以加速核燃料棒的溶解，并有效降低水蒸气的竞争吸附。传统工业银基吸附剂存在吸附容量低，循环性能差等问题。现有碘吸附剂如共价有机框架材料（COF），金属有机框架材料（MOF），多孔有机聚合物（POP）等仅在低温（≤ 90 ℃）、高碘浓度（＞10000 ppmv）条件下展现出优异的吸附性能，难以满足实际工业应用需求。因此，实现工业条件下高效捕获放射性碘仍是挑战性难题。

近日，南开大学李柏延研究员、卜显和院士和北德克萨斯大学马胜前教授合作，首次发展了具有“高度分散”和“充分可及”功能位点的多孔有机笼（POC）作为放射性碘捕获的新平台，克服了2D COF高温碘吸附剂中存在“共占用结合位点”和/或“无效结合位点”等问题，从而有效提高单位功能位点的碘捕获能力。

为有效增强POC材料的I₂吸附性能，作者对富氮多孔有机笼（NKPOC-DT，NKPOC = 南开多孔有机笼）进行季铵化改性得到离子型多孔有机笼，即NKPOC-DT-(I^-)Me，并通过系列表征证实NKPOC-DT-(I^-)Me的成功合成。

最终，该离子型多孔有机笼NKPOC-DT-(I^-)Me在150 ℃和150 ppmv I₂的工业碘捕获条件下，展现出创纪录的I₂吸附容量（48.35 wt%）以及优异的单位离子位点碘吸附能力（约为1.62）。在相同条件下，I₂的吸附容量比工业银基吸附剂Ag@MOR和基准材料TGDM及4F-iCOF-TpBpy-I^-高出3.5倍、1.6倍和1.3倍。此外，NKPOC-DT-(I^-)Me表现出非凡的吸附动力学（k₁ = 0.013 min^-1），在相同条件下，比TGDM和4F-iCOF-TpBpy-I^-分别高出1.2倍和1.6倍。

该工作不仅为有效提高单位功能位点的吸附能力提供了新的见解，而且还推动POC成为工业放射性碘捕获的新平台。