瞿金平院士華科大團隊牛冉研究員 J. Hazard. Mater.：離子交換誘導多種效應促進微馬達從非海水體系中去除鈾
2024-11-26 來源：高分子科技
鈾是核能不可或缺的資源，是極少數不產生溫室氣體的綠色能源之一。然而，由于鈾的開采和提煉過程會產生放射性污染，其積累對生物的有害影響導致了嚴重的環境挑戰。因此，以簡便的方式從受污染的水中提取鈾至關重要。吸附法因其操作簡便、成本低廉且有效成為鈾提取最常用的方法之一，其關鍵在于吸附劑的設計。然而，傳統的吸附劑（如聚合物纖維、聚合物水凝膠和多孔材料）受被動離子傳輸的限制，吸附動力學和吸附容量較低。此外，大多數吸附劑在鈾提取過程中需要對溶液進行化學預處理（如pH調節），可能會造成二次污染。因此，開發具有主動離子傳輸和局部pH調節功能的先進鈾吸附劑對于快速鈾去除至關重要。
近年來，能夠將環境能量轉化為自主運動的微/納米馬達（MNMs）在環境修復方面顯示出巨大的潛力。MNMs的主動運動可以促進污染物和吸附劑的混合，從而加快處理效率。但目前現有的MNMs提取鈾時仍然存在處理范圍較短（靜電吸引或短程電泳）和無法避免的二次污染。因此，迫切需要具有自主移動、主動泵送鈾酰離子和自主pH調節的智能MNMs來解決上述問題。
圖1 自驅動模塊化微納馬達的構建
圖2 模塊化微納馬達的局部pH以及流場表征
圖3 自驅動模塊化微納馬達的鈾吸附性能
圖4 自驅動模塊化微納馬達處理實際鈾污染水體
圖5 自驅動微納馬達的去除鈾機理及微型裝置驗證
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136464
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（責任編輯：xu）
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