大连化物所开发出可实现高效海水提铀的复合吸附材料

摘要：海水提铀被视为最具挑战性但回报最高的核燃料资源研发项目之一，被《自然》杂志评为“七种改变世界的化学分离技术”之一。然而，目前全球在海水提铀材料的研究上仍面临诸多挑战，如吸附材料在真实海水中提铀能力差、海水提铀综合成本高等问题。因此，研发一种具有高吸附容量、良好

【化工仪器网项目成果】海水提铀被视为最具挑战性但回报最高的核燃料资源研发项目之一，被《自然》杂志评为“七种改变世界的化学分离技术”之一。然而，目前全球在海水提铀材料的研究上仍面临诸多挑战，如吸附材料在真实海水中提铀能力差、海水提铀综合成本高等问题。因此，研发一种具有高吸附容量、良好机械强度、重复使用性以及对铀酰离子具有理想亲和性和选择性的新型吸附材料显得尤为重要。

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员陈吉平团队在海水提铀研究方面取得进展。该团队利用精心设计的蜡铸造法和“相转换”过程，制备了具有大孔结构的聚偕胺肟(WMPAO)水凝胶粒子，并将WMPAO包覆进海藻酸-聚丙烯酸(A-PAA)球中，制备了A-PAA@WMPAO复合球材料。该复合球材料可用于海水中铀酰离子的富集分离。

陈吉平团队研究利用PAO碱水溶液和蜡的共熔融制备了蜡铸大孔PAO(WMPAO)水凝胶；冷却至室温后，通过自然挥发除去所得白色固化块状材料中的水分，得到收缩的淡黄色硬质块状材料；将所得块状材料研磨成细小颗粒并除蜡，得到的WMPAO水凝胶粒子具有明显的奶酪状形貌和丰富的大孔。为了便于实现海水提铀及材料回收，该研究将制备的WMPAO水凝胶粒子包覆进A-PAA球中。

研究发现，A-PAA@WMPAO复合球同时具备高的吸附容量、良好的机械强度和重复使用性以及对铀酰离子理想的亲和性和选择性。A-PAA@WMPAO球对加标真实海水中铀的提取效率为95.9至99.5%，对10 L真实海水获得的铀吸附容量达4.79 mg/g。这一成果不仅极大地提高了海水提铀的效率，还有望显著降低其综合成本，为海水提铀技术的进一步发展提供了有力支持。

这一研究成果的取得，标志着我国在海水提铀材料领域取得了重要突破，为全球核燃料资源的可持续发展提供了新的解决方案。未来，随着技术的不断优化和成本的进一步降低，海水提铀有望成为更加经济、高效的核燃料来源，为人类的能源安全和环境可持续发展做出重要贡献。

相关研究成果以Wax-casted macroporous polyamidoxime hydrogel particles encapsulated in alginate-polyacrylic acid beads for highly efficient uranium capture from seawater为题，发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。

参考来源：大连化学物理研究所