无序微孔Sandia八面体分子筛具有中子辐射耐受性

具有多孔和缺陷结构的材料可以拥有一系列备受追捧的有用特性，包括对核辐射的耐受性、高效储存和释放同位素的能力、固定核废料的能力，以及在高温下仍能表现出相稳定性。由于纳米级孔隙和表面结构可以作为辐射诱导非晶化的陷阱，一维（1D）多孔纳米棒因其高表面积体积比而具有作为核科学应用先进材料的潜力。在本研究中，我们展示了一种微孔一维八面体分子筛——二铌酸钠水合物（Na2Nb2O6 H2O）或Sandia八面体分子筛（SOMS）的合成与详细分析。此外，还评估了这些SOMS在暴露于高温和中子辐照后的稳定性。采用表面活性剂辅助的溶剂热法制备了这些基于SOMS的纳米棒。这种相对低温的液相方法可以形成微孔Na2Nb2O6 H2O的结晶纳米棒。这些一维结构的平均直径约为50纳米，长度大于1微米。纳米棒呈现一种缺陷微孔相，该相还表现出对辐射诱导非晶化的抵抗力。暴露于高中子通量后，基于SOMS的纳米棒的尺寸、物相和结晶度与合成产物相当。这些微孔SOMS的辐射耐受性可用于设计核反应堆材料、耐辐射核燃料、耐热材料、高温催化剂以及用于处理和储存放射性废物的耐用材料。