氮掺杂中空碳负载的高熵合金在电化学去除铀方面的性能及机理探究

本文通过离子交换法制备了氮掺杂中空碳负载的高熵合金(HEA@HNPC),并用作电催化剂应用于水溶液中铀的去除.制备的HEA@HNPC具有灵活多变的元素组成、易于调控的表面电子结构和丰富的催化活性位点.分别探究了HEA@HNPC在纯水和模拟地下水中对铀的去除性能.结果表明,HEA@HNPC电催化剂对铀的去除表现出快速的动力学、较大的萃取容量、优异的选择性及增强的循环使用性能,放大实验发现HEA@HNPC对模拟地下水中铀的去除效率高达381.6 mg g^(-1)d^(-1).采用SEM、XRD和XPS对电化学产物分析发现,还原的U(Ⅳ)会与产生的CaCO_(3)沉淀形成混合物以固体的形式析出,实现铀的高效连续去除.电化学循环伏安曲线(CV)发现HEA@HNPC表面产生的具有强还原性的H_(ad)^(*)物种是实现U(Ⅵ)→U(Ⅳ)电还原的关键.这一发现为应用电化学技术去除水溶液中铀的机理研究提供了有意义的参考.