机械强度高、可再加工和可回收的吡啶基聚亚胺薄膜在碘吸附中的应用研究

（编辑推荐）本研究创新性地设计了一系列含吡啶结构的聚亚胺薄膜材料（PI-X），通过亚胺键与吡啶基团的协同作用，实现了4.07 g g?1的高效气态碘吸附（2.67 h内完成），并兼具动态共价网络赋予的可闭环回收（循环5次保持94%性能）和热压再加工特性，为开发可持续碘吸附剂提供了新思路。

　　

Highlight

本研究首次报道了基于吡啶的聚亚胺薄膜（PI-X）在碘吸附领域的突破性应用。通过动态共价化学策略，以含吡啶交联剂PTPA为核心合成的PI-36薄膜，在2.67小时内实现4.07 g g^?1的惊人碘吸附量（吸附速率达0.025 g/min），其性能超越多数多孔有机材料。

关键发现

• 协同机制：吡啶基团与亚胺键（imine bonds）形成双活性位点，主导化学吸附过程

• 循环优势：动态共价网络使材料经5次吸附-脱附循环后仍保持94%初始容量

• 工程创新：热压再加工技术可重构交联网络，解决传统粉末材料孔道堵塞问题

Section snippets

吡啶聚亚胺（PI-X）的合成与表征

通过将吡啶结构单元（图1b）引入聚亚胺体系，成功制备出厚度20-40 μm的PI-X薄膜（X=20-40，代表吡啶单体摩尔含量）。红外光谱证实亚胺键（C=N，1620 cm^?1）特征峰，XPS显示吡啶氮与碘的强配位作用。

结论

这些兼具快速吸附（>4 g/g）、可循环（94%保留率）和可再加工特性的薄膜材料，不仅为放射性碘污染治理提供了新型解决方案，更拓展了聚亚胺材料在环境修复领域的应用维度。

合成方法

将PTPA与胺单体DMF溶液混合后浇铸成膜，110°C热处理4小时即得PI-X薄膜。

再加工与闭环回收

破碎的薄膜碎片经热压（120°C/10 MPa）可重塑为完整薄膜，酸性溶液解聚后可重新合成新材料，实现全生命周期可持续利用。