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新材料實現經濟高效海水“淘鈾”

2026年09月03日08:13 | 來源:科技日報
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  科技日報青島9月2日電 (記者宋迎迎)2日,記者從中國科學院青島生物能源與過程研究所(以下簡稱“青島能源所”)獲悉,該所研究團隊近期在海水提鈾材料領域取得系列進展。團隊首次將離散分子拓扑設計引入多孔有機籠體系,合成出磷酸功能化材料PhosCage,並進一步將其與芳綸納米纖維復合,制備出兼具高選擇性、高容量和抗生物污損能力的復合氣凝膠微球AC-POC。相關成果發表於國際學術期刊《危險材料雜志》和《分離純化技術》。

  海洋深處藏著一座巨大的“鈾庫”,但如何經濟、高效地從中“淘鈾”,卻是一個世界性難題。海水中鈾主要以鈾酰離子形式存在,濃度極低,且伴有大量其他金屬離子和微生物。傳統吸附材料常常“抓錯”目標,或者被微生物附著干擾。因此,開發高選擇性、高容量且能抗污損的吸附材料,是海水提鈾走向實用的關鍵。

  研究顯示,在多離子競爭體系中,AC-POC表現出高選擇性。在天然海水中連續運行15天后,其動態提鈾容量為22.55mg/g,達到美國能源部相關基准的3.8倍。同時,微球表面負電荷可抑制微生物附著和生物膜形成,有助於提升材料在真實海洋環境中的服役穩定性。

  該研究填補了多孔有機籠材料在海水提鈾領域的空白,也為高抗污、高選擇性和高容量的可持續海水提鈾吸附材料設計奠定了理論與工程基礎。

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(責編:邢鄭、孫娜)

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