山东大学开发一种用于海水提铀的高效石墨烯气凝胶吸附材料

近日,山东大学环境学院在Environmental Science & Technology在线发表了题为“High-Capacity Amidoxime-Functionalized β-Cyclodextrin/Graphene Aerogel for Selective Uranium Capture”的研究论文。该论文报道了一种用于海水的高效石墨烯气凝胶吸附材料。山东大学为该论文第一完成单位,王志宁教授为通讯作者,环境学院2018级博士生李楠为第一作者。

随着核工业的不断发展,核反应的主要原料金属铀的需求量越来越大。传统的陆地铀矿资源难以保障核能的可持续发展,如果能够将海水中的铀资源富集利用,实现高效的海水提铀,将为核能的发展带来巨大的推动作用。而突发性核泄漏以及核废水排放入海,将严重影响动植物和生态环境,对人体健康构成极大的危害。因此从能源保障和环境安全两方面来考虑,合理的分离、提取海水中的铀具有十分重要的现实意义。真实海水成分复杂,各种竞争离子、油污等因素都对铀的富集回收造成了巨大的挑战,因此,亟需开发高选择性的抗污型铀吸附材料。

基于此,作者团队成功制备了一种高性能的偕胺肟基修饰的环糊精/石墨烯气凝胶,该气凝胶不仅对海水中铀表现出较强亲和力和选择性,还具有较强的机械性能和抗油污性能。在天然海水中具有出色的铀提取能力,21天即可实现19.7 mg/g的铀吸附量。此外,该气凝胶具有较好的机械性能和抗油污性能,使其在真实海水提铀的应用中更具优势。

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