双功能基团抗生物附着提铀材料的制备及其吸附性能研究

研究了采用化学修饰将长链胺和偕胺肟功能基接枝到氯甲基化交联微球上,制备双功能基团抗生物附着提铀材料(LAAM),用于吸附海水中的铀,并对LAAM进行了红外表征和元素分析,考察了吸附时间、初始铀质量浓度、温度对LAAM对铀吸附性能的影响,绘制了吸附动力学曲线和吸附等温线,确定了解吸剂组成,分析了LAAM的抗生物附着性能。结果表明:适宜条件下,LAAM对海水中铀的吸附量为3.1 mg/g,具有良好的抗生物附着性能,有望用于海水提铀。

偕胺肟基材料海水提铀技术研究评述及展望

从材料筛选研发和实施方式演变两个方面简要回顾了海水提铀技术的发展过程.针对性地介绍了两种实用前景较好的偕胺肟基材料接枝制备方法,详细综述了近年来与偕胺肟基材料相关的小分子配体与铀酰离子及其他共存金属离子的配位化学研究,特别强调了不同条件下金属离子诱导偕胺肟官能团的转化反应.对海水提铀技术研发的限制性因素进行了分析,并试探性地从宏观实施方案和微观机理研究两个方面预测了海水提铀材料和技术的研发方向.

海水提铀材料与方法的现状与挑战

海洋占据地球面积的70%,而其中的铀含量是陆地铀矿含量的1000多倍。随着核能发电量的增加,为保障核能的可持续发展,对非常规铀资源进行开发具有重要的意义。海水提铀作为解决陆地铀资源匮乏的有效手段,近年来受到人们的广泛关注,目前,包括膜分离、化学沉积、溶剂萃取、离子交换、还原和吸附等方法已经被应用到海水提铀中。本文重点综述近年来吸附法及无机材料、有机材料、碳材料等吸附材料和还原法中新兴的电还原技术的最新研究进展,并对这两种方法所面临的挑战进行展望。

基于海水提铀的多孔芳香框架材料研究进展

多孔芳香框架材料是一类新兴的有机多孔纳米材料,具有稳定性高、比表面积大、易于修饰改性等特点,可以满足多种吸附材料设计的需求。近几年众多学者将修饰改性后的多孔芳香框架材料应用于海水提铀,发现其具有较大的铀吸附量、优异的铀选择性、良好的可循环性等特点。本文综述了近年来基于海水提铀的多孔芳香框架材料的研究进展,首先简要介绍了其合成反应与合成技术,然后分类讨论了与铀的相互作用机理,并评估了多种改性多孔芳香框架材料对铀的吸附性能,分析了其对铀的高选择性和高吸附效率的原因。最后,本文针对目前多孔芳香框架材料在海水提铀中的局限性(多孔芳香框架材料的合成、吸附性能的提高、成本的降低及机理的深层次研究等)为未来设计低成本高性能的多孔芳香框架材料吸附剂提供了几点建议。

吸附法提铀及提铀吸附剂的种类和性能强化策略

控制化石能源的使用、促进可替代新能源和清洁能源的发展,符合资源开发与环境保护协同发展的主题。核能作为一种能量密度高的绿色能源,其广泛应用可缓解我国的能源短缺问题。已探明的海水中铀资源约为陆地铀矿的1000倍,海水提铀是确保铀资源长期供应及核能可持续发展的潜在方法。吸附法因吸附效率高、操作简单、成本低和绿色环保等优点成为海水中铀酰离子提取的有效方法之一,但面临诸多挑战,如海水中铀酰离子的浓度极低且以Ca_(2)UO_(2)(CO_(3))_(3)或[UO_(2)(CO_(3))_(3)]^(4-)的形式稳定存在、共存离子种类和数量较多等。因此,制备高性能吸附剂是实现海水提铀的关键。综述了海水提铀吸附剂的类型及其性能强化策略,以期设计海水提铀吸附剂提供帮助。

纤维基海水提铀吸附材料研究进展

详细综述了纤维基海水提铀吸附材料的制备方法、功能基团修饰及其吸铀性能,阐述了海水提铀机理和表征方法,并展望了其发展方向和趋势。

海水提铀材料制备的综合实验设计与探索

依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,纲要中明确将“海洋资源高效开发利用”作为我国科技重点研究领域和优先发展主题。本实验以国家战略目标与保护开发利用海洋资源为指导思想,以海水提铀材料的制备与性能分析为基本思路进行设计,采用“发现—分析—解决—反思”的闭环探究性科学思维模式,旨在培养具有“闭环思维”科研能力的学子。本实验通过海水提铀材料制备、结构表征和性能分析的综合实验设计将无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等学科相融合,形成支持大学生接触科学研究的新体系,将理论知识更好地与实践相结合,建立以国家战略指导大学生从事科技重点研究的新培养模式。

海水提铀技术研究进展与挑战

铀资源作为核燃料中关键的组成成分,对于保障我国核工业建设和可持续发展至关重要。然而,常规陆地铀资源面临着可开采铀矿相对贫乏、品位较低的问题,而海水铀资源储量却是陆地的近千倍,且我国海域辽阔、海水资源富足。因此,如何能高效地从海水中提取铀资源,进而满足我国核工业发展需求,是亟待探究和解决的重要科学问题。本文系统介绍了国内外海水提铀技术的发展现状,综述了海水提铀材料特别是当前最具发展前景的铀吸附材料的研究概况,并以材料设计和工程应用为切入点,阐晰了海水提铀技术的主要挑战和未来发展展望。

澳发现海水提铀新材料

【澳大利亚核科学与技术组织网站2023年10月12日报道】澳大利亚核科学与技术组织(ANSTO)牵头的一个国际团队研究发现,一种基于层状双氢氧化物(LDH)的“掺杂”材料有助于从海水中提取近乎无限量的铀。这项研究成果发表在近期出版的《能源进展》(Energy Advances)杂志上。

中国海水提铀研究进展

铀是重要的核资源之一,而海水提铀是最有前景的一项解决铀资源短缺的途径。本文系统总结了中国近年来在海水提铀研究领域的重要进展,通过对高分子材料、碳基材料、硅酸盐材料等不同类型吸铀材料自身特点与吸铀效果的比较,分析了基体材料与功能微区构型对吸铀性能的影响,阐述了各类吸铀材料的优劣。结合国内对海水提铀的理论研究进展和规模性海试试验的研究结果,明确了未来海水提铀用功能材料需兼具大比表面积、优异的选择吸附铀功能及可在开放流动环境下稳定存在的特征。

聚胍修饰抗菌型海水提铀材料

通过聚六亚甲基盐酸胍(PHGC)和偕胺肟基(AO)在戊二醛条件下的交联作用,制备出一种具有高效抗菌性的新型海水提铀材料(PAM-AO-PHGC).使用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征材料表面的官能团和形貌.通过吸附实验研究了不同吸附条件下(pH、盐离子浓度和吸附时间)的铀吸附性能. PAM-AO-PHGC在模拟海水中的平衡吸附容量达到231.0 mg·g-1,吸附过程符合准二阶动力学方程.材料在海水pH(8.0)和高盐离子浓度(0.5 mol/L NaCl)的条件下,均表现出优异的铀吸附性能.此外, PAM-AO-PHGC可有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和海洋中广泛存在的两种弧菌的生长,聚胍的引入有望解决海水提铀材料在使用过程中的生物污损问题.

海水提铀的先进材料与试验装置的研究进展

近年来,随着核电事业和核技术的迅速发展,已经将铀矿资源的开发和利用提高到一个异常高度。海水中含有约45亿t的铀矿,如何从这浩瀚无垠的海洋中,高效提取铀矿资源无疑成为科研工作者关注的热点话题。然而制备具有良好机械稳定性、高选择性、大比表面积、高吸附效率的吸附材料已成为从海水中提取铀的关键技术。以偕胺肟基为功能基的吸附材料和Hi Cap材料已经成为从海水中提取铀的理想材料,同时结合海水中提取铀试验装置的结构和运行特性,进一步展示了海水提铀的发展趋势。

偕胺肟基团功能化共轭介孔聚合物用于可监控快速海水提铀

海水提铀是核能可持续发展的重要保障之一。快速提铀材料凭借短吸附周期可减少生物污损、老化而延长使用寿命,因此优化吸附周期可获得更高的提铀效率和经济效益。为此,本研究设计了一种偕胺肟修饰的共轭介孔聚合物(CMPAO)用于可监控的快速海水提铀。以具有优良聚集诱导发光性质的三苯胺和修饰有偕胺肟的芴衍生物为构建单元合成吸附材料,UO_(2)^(2+)被偕胺肟基团捕捉后,经共振能量转移增强CMPAO的电化学发光(ECL)信号,从而实现吸附过程的监测,以确定最优的吸附周期。结果表明:CMPAO在铀酰溶液(5×10^(-5)mol/L)中可在20 min内达到吸附平衡,对U的吸附容量为182.5 mg/g;在真实海水中,3 d即可基本完成吸附过程,CMPAO对U的吸附容量达到1.6 mg/g,同时CMPAO在海水中可实现铀吸附量与ECL强度的正相关,能够实时监测吸附过程,指示吸附量的变化,以确定最优吸附周期。

用酸性吸附-碱性淋洗工艺从硫酸浸出液中提铀

研究了用弱碱性阴离子交换树脂从硫酸浸出液中吸附铀,NaOH预处理负载树脂,碳酸钠和碳酸氢钠解析负载树脂的酸性吸附-碱性淋洗工艺。研究结果表明:该工艺能有效吸附溶液中的铀酰离子,选择性高;NaOH预处理工艺在中和树脂中氢离子的同时,能有效去除硫酸根离子,并降低钼、硅、铁等杂项元素含量;通过控制碳酸钠和碳酸氢钠溶液的流速,可成功将树脂上的铀淋洗到溶液中,实现铀的净化提取。

纤维基吸附材料在海水提铀中的应用

介绍了纤维基吸附剂及其制造方法和应用实施情况。主要涉及高比表面纤维、聚合物吸附剂辐射接枝技术、海上作业以及回收铀的洗脱与纯化处理,并对纤维基吸附剂海水提铀的成本作了分析和说明。指出:近年来,国际上采用纤维基吸附剂从海水中提铀技术已取得了长足进展,开展这一方面的研究具有实际的技术经济效益和环境意义;建议我国尽快启动此项研究活动。

海水提铀研究进展

铀作为核工业中最为重要的元素被广泛应用于发电系统核燃料和军事核武器。目前陆地探明的铀矿总量不超过500万吨,人类将关注点转向海水中铀资源的提取。吸附法作为海水提铀中最有前景的方法受到了国内外科学家的关注,包括各种吸附剂的制备,吸附机理的研究,以及真实海水中提取铀所遇到的各种问题。本文对近年来国内外对海水提铀领域中的吸铀材料制备、吸附机理、吸附工艺和海试平台等研究进行了总结。虽然海水提铀从20世纪60年代就开始研究,但真实海试实验的结果反映出高效吸附材料制备等一些关键问题仍亟需解决。

杯芳烃的合成及其在海水提铀研究中的应用

一、前言杯芳烃是近十年发展起来的一类新的化合物。它分子量大,合成比较困难。它作为一个新的仿酶模型物已得到多方面研究,并取得了可喜的进展。它最主要的结构特征是具有一个憎水性的空穴,该空穴能络合金属阳离子、铵离子及其他小分子化合物。

海水提铀吸附材料研究进展

在清洁能源中,核能将在全球范围内持续增长,特别是在中国、俄罗斯和其他一些国家。由于陆地铀资源非常有限,而海水中铀含量非常高,因此从海水中提取铀是全世界科研工作者的研究热点,也成为人类能源可持续发展的重要保证。然而,目前来看,海水提铀吸附材料仍然存在生物污染、吸附率低、竞争性金属离子共存、材料可重复使用率低等问题,导致相关技术难以推广应用。针对如何开发出成本低、吸附率高、选择性高、抗污染的海水提铀吸附材料,总结了近年来比较热门的相关研究,并进行探讨比较,对海水提铀中存在的问题和未来研究方向进行了总结和展望。

高氟铀矿石提铀降氟工艺研究

本文分析了我国某铀矿高氟铀矿石提铀堆浸生产实践中矿堆产生大面积板结、树脂结块等现象和"111"产品质量等问题,介绍了提铀工艺过程中采用小粒度矿石堆浸、串堆淋浸、定期翻堆等措施所取得的效果。结果表明这些措施可以改善铀矿生产企业的技术经济指标,提高企业的经济效益;针对"111"产品质量问题,采用的"111"产品降氟新工艺能有效降低产品中氟含量,采用该方法处理后产品质量达到国家标准。

未来海水提铀的前景规划与展望

作为核电运行最重要的核燃料,铀资源的安全供应是保障我国核电可持续发展的关键,海水提铀对于保障我国核能的可持续发展具有重要而长远的战略意义。随着海水提铀技术的不断更新和发展,海水提铀研究工作面临新的机遇和挑战。本文以国内外海水提铀的研究现状为基础,提出了中国核工业集团有限公司领衔的“海水提铀技术创新联盟”关于海水提铀的前景规划与展望,指明了未来海水提铀的研究方向,为海水提铀向工业化迈进提供了技术支撑。