Forskare vid Institute of Modern Physics (IMP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har utvecklat en innovativ metod för att föranrika uran i havsvatten genom membranfiltrering.

Uran är den avgörande källan för kärnkraftsproduktion. Det finns cirka 4,5 miljarder ton uran i havsvatten, vilket är 1 000 gånger mer än terrestra reserver. Den extremt låga urankoncentrationen och enorma mängder samexisterande joner, särskilt K ⁺ , Na ⁺ , Ca ²⁺ och Mg ²⁺ , gör utvinningen av uran från havsvatten mycket utmanande. Det är därför av stor vikt att anrika uran och minska koncentrationsskillnaden mellan uran och de huvudsakliga samexisterande jonerna.

I en studie publicerad i Chemical Engineering Journal , baserat på de framträdande skillnaderna i diameter av hydratiserade joner mellan UO2 ²⁺ och de viktigaste samexisterande jonerna har forskarna utvecklat en effektiv metod för att föranrika uran i havsvatten. De tillverkade en ny typ av glycin tvärbundet komposit grafenoxid (GO-Gly) membran med goda jonsiktningsegenskaper, som kan möta kraven på uranföranrikning i havsvatten.

Enligt forskarna övervinner tvärbindningen av GO med glycin inte bara svällningsdefekten hos GO-membranet i lösning, utan uppfyller också kravet på kanalstorleken för uranseparation från de huvudsakliga samexisterande jonerna. Dessutom kan membranets struktur hållas stabil när det sänks ned i vattenlösning under lång tid.

Sedan undersökte forskarna jonavstötnings- och anrikningsegenskaperna hos uran och de huvudsakliga samexisterande jonerna i singeljonlösningar respektive simulerat havsvatten. Det visade sig att nästan 100 % av uranet kasserades av GO-Gly-membranet. Dessutom anrikades uppenbarligen bara uran medan koncentrationerna av de huvudsakliga samexisterande jonerna höll sig nästan konstanta under kontinuerlig filtrering av det simulerade havsvattnet med membranet.

Resultaten bekräftar att GO-Gly-membranet är en idealisk kandidat för föranrikning av uran i havsvatten. Denna nya metod i kombination med de traditionella metoderna förväntas avsevärt förbättra effektiviteten för uranutvinning och främja den verkliga användningen av uranresurser i havsvatten. + Utforska vidare

Använda en porstruktur inspirerad av biologiska fraktaler för att samla uran från havsvatten