來源：《中國科學(xué)報(bào)》第3版 綜合
發(fā)布時(shí)間：2024-12-02
本報(bào)訊（記者孫丹寧）近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員陳吉平團(tuán)隊(duì)在海水提鈾研究方面取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)利用蠟鑄造法和“相轉(zhuǎn)換”過程，制備了具有大孔結(jié)構(gòu)的聚偕胺肟（PAO）水凝膠粒子，在包覆進(jìn)海藻酸-聚丙烯酸（A-PAA）球后得到新型復(fù)合球材料，可用于海水鈾酰離子的富集分離。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》。
海水提鈾被認(rèn)為是最具挑戰(zhàn)性但回報(bào)率最高的核燃料資源研發(fā)項(xiàng)目，被《自然》評(píng)為“7種改變世界的化學(xué)分離技術(shù)”之一。目前，海水提鈾材料仍面臨提鈾能力差、綜合成本高等問題。因此，在保證吸附容量的同時(shí)，提高吸附材料對(duì)鈾酰離子的親和性及選擇性，同時(shí)改善材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及重復(fù)使用性，尤為關(guān)鍵。
研究團(tuán)隊(duì)利用PAO堿水溶液和蠟的共熔融制備了蠟鑄大孔PAO（WMPAO）水凝膠，冷卻至室溫后，通過自然揮發(fā)除去所得白色固化塊狀材料中的水分，得到收縮的淡黃色硬質(zhì)塊狀材料。隨后，他們將所得塊狀材料研磨成細(xì)小顆粒并除蠟，得到的WMPAO水凝膠粒子，具有明顯的奶酪狀形貌和豐富的大孔。為便于實(shí)現(xiàn)海水提鈾及材料回收，該團(tuán)隊(duì)將制備的WMPAO水凝膠粒子包覆進(jìn)A-PAA球中。
研究發(fā)現(xiàn)，A-PAA@WMPAO復(fù)合球同時(shí)具備高吸附容量、良好的機(jī)械強(qiáng)度和重復(fù)使用性，以及對(duì)鈾酰離子理想的親和性和選擇性。該復(fù)合球?qū)訕?biāo)真實(shí)海水中鈾的提取效率為95.9%至99.5%，對(duì)10L真實(shí)海水獲得的鈾吸附容量達(dá)4.79 mg/g。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202418340
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