这篇文档属于类型a，是一篇关于新型超分子低共熔凝胶（supramolecular eutectogels）用于碘吸附的原创性研究。以下为详细学术报告：

作者及机构

本研究由意大利两所大学的团队合作完成：
- Salvatore Marullo 和 Francesca D’Anna（Università degli Studi di Palermo，生物、化学与制药科学系）
- Matteo Tiecco（通讯作者）、Raimondo Germani（Università degli Studi di Perugia，化学、生物与生物技术系）
研究发表于《Journal of Molecular Liquids》2022年第362卷，DOI: 10.1016/j.molliq.2022.119712。

学术背景

研究领域与动机

本研究属于环境修复材料科学与超分子化学交叉领域。放射性碘同位素（如¹²⁹I和¹³¹I）是核工业废水和医疗废物中的主要污染物，因其长半衰期和生物毒性亟需高效吸附材料。传统吸附剂（如沸石、活性炭）存在再生困难或成本高等问题，而超分子凝胶（supramolecular gels）因其高比表面积、可回收性和纳米结构可控性成为新兴解决方案。

科学问题与目标

作者旨在开发一种基于表面活性剂的低共熔凝胶（eutectogel），利用低共熔溶剂（deep eutectic solvents, DESs）的绿色特性（低毒、易制备）和超分子凝胶的吸附性能，实现碘的高效捕获与材料循环利用。

研究流程与实验方法

1. 表面活性剂筛选与凝胶制备

• 研究对象：测试12种表面活性剂在3种胆碱氯化物（choline chloride, ChCl）基DES中的凝胶化能力，通过试管倒置法（tube inversion test）评估凝胶形成。
  
• 关键发现：十六烷基二乙醇胺氧化物（cetyldiethanolamine-N-oxide, CDEAO）在ChCl/二甘醇（diethylene glycol, DEG）体系中表现最佳，临界凝胶浓度（critical gelation concentration, CGC）为0.8 wt%。
  
• 扩展测试：将CDEAO应用于10种不同DES体系，发现仅含二醇类氢键供体（HBD）的DES可形成凝胶（如ChCl/乙二醇、甜菜碱/乙醇酸）。
  

2. 凝胶表征

• 热稳定性：通过落滴法测定凝胶-溶胶转变温度（Tgel），ChCl/DEG凝胶的Tgel达48°C，优于其他体系。
  
• 流变学：应变/频率扫描显示ChCl/DEG凝胶的储能模量（G’）最高（640 Pa），tanδ值最低（0.33），表明其弹性主导的强网络结构。
  
• 形貌分析：扫描电镜（SEM）显示ChCl/DEG凝胶呈片状多孔结构，而甜菜碱/乙醇酸凝胶为致密无定形态。
  

3. 碘吸附性能测试

• 实验设计：将500 mg凝胶（5 wt% CDEAO）与1 mL碘/正己烷溶液（浓度250–2700 ppm）接触，通过紫外-可见光谱（UV-Vis）定量吸附效率（RE%）。
  
• 吸附动力学：5分钟内对500 ppm碘的RE% >90%，30分钟达完全吸附；最大吸附容量（qmax）通过Langmuir模型拟合为280 mg/g。
  
• 循环性能：凝胶可重复使用18次，经2-甲基四氢呋喃再生后，效率保持20次循环无显著下降。
  

4. 吸附机制验证

• 竞争实验：单独DES（无凝胶）的RE%为94%，表明凝胶网络通过表面活性剂的N-O基团与碘的卤键作用增强吸附。
  
• 再生分析：核磁共振（¹H NMR）与高效液相色谱（HPLC）证实凝胶组分无泄漏，再生溶剂通过竞争配位释放碘。
  

主要结果与逻辑链条

1. 表面活性剂筛选：CDEAO因其两亲性和N-O基团的氢键能力成为最优凝胶剂。
   
2. 凝胶性能关联：ChCl/DEG的高Tgel和机械强度源于DES组分间强氢键网络，支持其作为吸附载体的稳定性。
   
3. 碘吸附效率：快速吸附归因于凝胶的多孔结构和表面活性剂的极性头基（N-O）与碘的相互作用。
   
4. 循环性突破：再生实验证明材料的环境适用性，解决了传统吸附剂不可重复使用的瓶颈。
   

结论与价值

科学意义

• 首次将表面活性剂基低共熔凝胶用于放射性碘模拟物（I₂）的吸附，拓展了超分子材料在核废处理中的应用。
  
• 揭示了DES组分（HBA/HBD）与凝胶性能的构效关系，为绿色溶剂设计提供新思路。
  

应用前景

• 环境修复：高效、低成本的放射性废水处理方案。
  
• 工业扩展：材料制备简单（加热混合即可），适合规模化生产。
  

研究亮点

1. 创新材料：CDEAO基低共熔凝胶兼具生物相容性（表面活性剂已用于抗菌剂）与高吸附容量（280 mg/g）。
   
2. 方法学突破：结合流变学、SEM和吸附动力学，系统关联材料结构与性能。
   
3. 可持续性：DES溶剂和凝胶的可回收性符合绿色化学原则。
   

其他价值

• 研究数据表明，该凝胶对高浓度碘（2700 ppm）仍无饱和现象，优于多数文献报道的凝胶吸附剂（如金属有机凝胶、气凝胶）。
  
• 提出的再生策略（2-甲基四氢呋喃洗涤）为类似污染物处理提供了技术参考。
  

（全文约2000字）