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近代物理所在海水铀提取研究方面获进展

2022-05-25 近代物理研究所
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  海水中蕴藏有45亿吨的铀,是陆地铀储量的上千倍,能够满足未来核电长期发展的需求。但海水中的铀浓度极低,杂质离子的浓度很高,使得海水中的铀提取工作面临巨大挑战。

  近期,中国科学院近代物理研究所研究人员利用铀酰根(UO22+)和海水中主要杂质离子(K+、Na+、Ca2+及Mg2+)在水合离子直径上的显著差异,创新性地提出了膜分离预富集铀和传统方法相结合的海水提铀思路。

  为了达到膜分离预富集铀的目地,研究人员充分利用氧化石墨烯(GO)膜良好的离子分离特性,制备出甘氨酸交联的氧化石墨烯(GO-Gly)膜。甘氨酸的交联不但克服了GO膜在水溶液中易溶胀的缺陷,而且膜的通道直径满足铀和杂质离子分离的要求。更为重要的是,该通道尺寸在水溶液中可长期保持稳定,满足在海水中进行预富集铀的要求。

  研究人员详细研究了GO-Gly膜在单一离子溶液和模拟海水两种体系下,对海水中铀及主要杂质离子的截留和富集性能。研究发现,该膜对铀的截留率接近100%,并且仅明显富集模拟海水中的铀,而杂质离子浓度基本保持不变。GO-Gly膜所呈现的对铀和主要杂质离子在截留和富集性能上的显著差异,表明其可作为候选材料用于海水中铀的预富集。膜分离预富集铀和传统方法相结合将有望大幅提高海水提铀的效率。

  相关成果发表在Chemical Engineering Journal上。 

  论文链接 

GO-Gly膜(a)及其分别对单一离子溶液(b)和模拟海水(c)中铀和杂质离子的分离和富集性能

打印 责任编辑:江澄

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