1962
2021-12-10
顆粒在線訊：鈾是核電站的重要原料。而核電發(fā)展必然帶來鈾資源的消耗及大量含鈾放射性廢物的堆積。因此，發(fā)展簡單、有效的鈾分離提取技術(shù)，用于海水或放射性廢水中鈾資源的回收與利用具有重要意義。中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員邱洪燈課題組研制出一種類“磚泥結(jié)構(gòu)”的BTC-MOF插層GO膜，實(shí)現(xiàn)了模擬放射性廢水和模擬海水中鈾的高選擇性分離提?。▓D1）。
該研究將不同金屬(Zn/Ni/Cu)-BTC-MOF材料插入到GO層間制備成膜，而后對膜材料進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征（圖2），觀察到BTC-MOF材料被插入到GO層間。研究使用BTC-MOF插層GO膜對金屬離子K+、Cu2+和Fe3+進(jìn)行分離條件優(yōu)化和分離性能比較。結(jié)果顯示，不同MOF材料中心金屬位點(diǎn)的更換，導(dǎo)致MOF材料比表面積及孔徑的變化，因而不同金屬(Zn/Ni/Cu)-BTC-MOF插層GO膜的水通量、離子選擇性及透過效果存在一定差異。在最優(yōu)條件下，使用不同金屬(Zn/Ni/Cu)-BTC-MOF插層GO膜對模擬核放射性廢液中的六種離子進(jìn)行分離。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（圖3）顯示，Cu-BTC-MOF插層GO膜可實(shí)現(xiàn)Ce3+與UO22+的分離。Zn-BTC-MOF插層GO膜對Th4+和UO22+的分離因子可達(dá)25，而對模擬海水進(jìn)行提鈾實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)UO22+與其他離子的分離因子呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，但分離因子均大于2。
該研究為乏燃料后處理中性質(zhì)相近的鑭系和錒系元素分離提供了高效分離的思路，且由于這種膜分離過程無相變、污染小、能耗低，可為海水提鈾提供新思路。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在Analytical Chemistry上。
圖1.BTC-MOF插層GO膜對鈾分離提取
圖2.結(jié)構(gòu)表征圖
圖3.膜分離性能圖
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