中化新網訊 近日,蘭州大學研究團隊在二維膜的仿生構筑與鹵水鈾元素精準分離領域取得了重要進展。團隊研發出一種基于電荷組裝與氫鍵作用的二維仿生膜技術,在精確離子分離鹵水鈾元素方面表現出色。相關研究成果發表于《先進材料》。
我國鈾礦資源匱乏,海水及我國西部鹽湖等鹵水資源中雖含大量低濃度鈾酰離子,但是從鹵水復雜體系中經濟、有效地提取低濃度鈾酰是一大難題。膜分離在鈾提取中具有很強的應用性,但目前膜對復雜體系的分離選擇性低,所以膜材料的選擇性分離能力至關重要。近年來,二維材料如氧化石墨烯成為膜材料研究的焦點,然而氧化石墨烯膜的層間相互作用主要依賴范德華力和π-π堆積,導致其在高壓或長時間使用下容易出現結構破損,制約了該方法在實際應用中的可行性。 研究團隊受植物細胞壁在壓力下能夠重組為更強、更致密結構的自然啟發,創新性地將氧化石墨烯與工程細菌結合,通過電荷排斥成功誘導液晶結構的形成,并利用外部壓力壓平細菌、去除層間水分,構建出致密且穩定的二維仿生膜。研究結果表明,新型膜不僅機械強度較純氧化石墨烯膜提升12.42倍,更實現了對鈾酰離子的精準捕獲。 新型膜兼具高選擇性、強穩定性和低能耗特點,為我國鈾資源的高效回收提供了創新解決方案,有望推動鈾資源回收產業化。未來,該技術還可拓展至廢水處理、稀有金屬回收等領域。
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