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课题组与东北师范大学元野团队合作在Chem发表论文

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        核能作为一种高效、清洁、安全、经济的能源,是人类最具希望的未来能源之一。国际原子能机构(IAEA)和经合组织核能机构(NEA/OECD)等预测:未来几十年,核工业产生的能量将成为全球主要的能量来源。陆地上的铀矿资源即将消耗殆尽,海水中蕴含的铀矿资源是陆地上数千倍(超过40亿吨)。然而,铀离子浓度极低(约为0.0033 ppm)且存在着大量的干扰离子,严重的影响了海水提铀领域的实际应用。因此,寻找高效率和高选择性的提铀方法是突破海水提铀技术瓶颈的关键所在。




        为了解决上述难题,近日,课题组与东北师范大学元野、朱广山团队合作,凭借在多孔芳香骨架材料(PAF)设计和功能化的研究基础,提出了一种在PAF材料孔道内部构建离子传输路径的方法。该方法以分子印迹多孔芳香骨架材料(MISS-PAF-1)为主体,通过在PAF纳米通道内聚合的方法在MISS-PAF-1中插入具有优良导电性的聚苯乙炔链(PPA@MISS-PAF-1)。在通电的情况下,带负电的高分子链能够快速的富集海水中的金属离子,提升铀酰离子的局部浓度、加快迁移速率并且减弱库伦斥力。结合MISS-PAF-1材料本身具有优异的离子选择性,进而实现高效、特异性地铀离子捕获。与传统的物理吸附法相比,PPA@MISS-PAF-1材料具有目前最高的海水提铀性能,在天然海水中对铀的吸附能力达到了13 mg-U/g(56天,实验室级别的海试研究)。该项研究工作开创了一种海水提铀材料的合成方法及设计思路,具有里程碑意义。


       相关工作以"Constructing an ion pathway for uranium extraction from sea-water"为题,于5月12日发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Chem上,影响因子18.205。
        公众号:https://mp.weixin.qq.com/s/bFNWJEc7B06u75p9Xj5Meg
       论文网址:https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(20)30180-7
       DOI:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.04.012

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