与传统化石燃料相比，核能作为一种环保且可持续使用的能源，已成为解决能源短缺问题的新型能源[1]、[2]。铀是生成核能的重要燃料，但陆地上的铀储量有限[3]。同时，在核燃料循环过程中会产生具有天然放射性和化学毒性的放射性废物[4]。因此，从核废水中去除和回收铀至关重要[5]。
近年来，沉淀法[6]、[7]、溶剂萃取法[8]、[9]、吸附法[10]和光催化回收法[12]、[13]已成为去除铀的主要技术。光催化回收法因其高选择性、清洁性和对反应场所无限制而受到重视[14]。光催化还原U(VI)在克服O₂[15]、竞争离子[16]和电子-空穴复合[17]方面已有深入研究。然而，关于优化太阳能利用的报道较少。光催化铀回收中太阳能利用不足的问题尚未得到充分重视。长波红光占可见光的40%以上[18]，因此开发能够吸收红光的材料有助于提高太阳能的收集效率并增强光催化能力[19]。此外，红光还具有穿透能力强、能量利用率高、副反应少以及对人体危害小等优点[20]、[21]、[22]。2021年，余等人使用CCNCI/ZnO纳米晶体在630 nm光源下成功还原了U(VI)[23]。然而，含有金属元素的材料容易引起二次污染且成本较高，给实际应用带来了新的挑战。近年来，共价有机框架（COFs）作为可设计的结晶多孔材料快速发展，在光催化领域的重要性日益突出，并已广泛应用于金属离子的去除[24]。COFs具有较低的二次污染风险和相对较低的成本[25]，其光收集能力、电子-空穴分离效率和电荷转移阻力可通过结构设计进行系统调控[15]、[26]、[27]、[28]、[29]。因此，COFs是光催化还原U(VI)的理想选择。
在本研究中，设计了能够吸收红光的COFs：为了获得较低带隙的材料[30]，选择了高度平面化的共轭且电子丰富的卟啉胺作为COFs的电子供体单体，而电子缺乏的联苯醛和对三苯醛作为电子受体单体。构建层内/层间π共轭和供体-受体（D-A）结构有助于减小带隙，扩大光吸收范围并促进电荷转移[31]、[32]、[33]、[34]、[35]、[36]、[37]。通过溶剂热法，将5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉（Por）分别与4,4'-联苯二羧醛（BPDA）和4,4'-对三苯二羧醛（TPDA）反应，合成了两种类型的COFs，分别命名为Por-BPDA-COF和Por-TPDA-COF。随后使用这些COFs进行U(VI)的光催化还原。本研究揭示了一种扩展光催化剂吸光范围的设计策略，以提高太阳能利用率，并证明了构建更平面的结构有助于促进电子-空穴分离。
