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美国斯坦福大学研发出改良的方法,从海水中收集铀元素

2017-02-20 159浏览 标签: 美国

2017217日,美国斯坦福大学介绍了其研究团队开发出的一种可以更好地从海水中收集铀元素的偕胺肟(amidoxime)塑料混合纤维。进行这项研究的团队由诺贝尔物理学奖得主、前美国能源部部长、斯坦福大学教授朱棣文(Steven Chu)以及斯坦福大学材料系教授崔屹(Yi Cui)带领,该研究由美国能源部核能办公室提供部分经费支持,相关成果发表在了近期的Nature Energy(《自然-能源》)杂志上。

(图片来自斯坦福大学)

科学家们早就知道溶解在海水中的铀元素会与氧进行化学结合形成带正电的铀酰离子(uranyl ions)。通过将含有偕胺肟的塑料纤维放入海水中,可以对这些铀酰离子进行收集。该离子会粘到偕胺肟上,当吸收饱和后,对这些塑料进行化学处理可将铀元素释放出来,通过这种方式得到的铀元素就像从矿石得到的一样,可以被提炼并用于反应堆。

斯坦福大学最近的工作建立在此前日本、中国,以及美国能源部的橡树岭国家实验室和西北太平洋国家实验室的科学家们多年的研究成果之上,对实际提取中所涉及的三个主要变量——铀元素在纤维上的附着容量、离子被捕获的速度,以及纤维的使用寿命——做出了改良。

团队在偕胺肟纤维中添加了碳材料,以使纤维具有导电性。通过对纤维施加电脉冲信号,研究人员成功改变了混合纤维的性能,使之可以收集更多的铀酰离子。测试显示,混合纤维吸收铀元素的饱和含量超过之前的9倍,吸收速度为其3倍,且纤维的使用有效期也是此前的3倍。

朱棣文教授一直致力于推动海水萃取的研究,他强调,海水萃取的研究必须与反应堆安全和废物处理的课题同时进行。崔屹教授则表示,虽然仍有很多工作要做,但现有的成果都是向着实用迈进的重要步骤。

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