Этот материал обеспечивает простой и эффективный метод, способный

извлечь уран из морской воды

TEM/EDS Изображения MGAL (вверху) и MGALND (внизу).Кредит: Энергетические достижения (2023).Doi: 10.1039/d3ya00154g

Исследование, опубликованное в энергетических достижениях и показано на обложке, может помочь в разработке новых материалов, которые очень селективны для урана, эффективного и экономически эффективного.

Уран является высоко ценным минералом, используемым в качестве источника топлива в ядерных реакторах по всему миру.

«В океанах много урана, более чем в тысячу раз больше, чем то, что встречается в земле, но он действительно разбавлен, поэтому его очень трудно извлечь. Основная задача заключается в том, что другие вещества в морской воде, соле и минералах,Такие, как железо и кальций, присутствуют в гораздо более высоких количествах, чем уран »,-пояснил ведущий ученый доктор Джессика Велисек Кароран, которая руководила соавтором с отличием студента Хайдена Оу из UNSW с доктором Николасом Бедфордом из UNSW.

Первый автор Мохаммед Зубайр получил грант от Австралийского института ядерной науки и инженерии (AINSE) для поддержки своего исследования в Ansto.

Слоистые двойные гидроксиды, материалы, которые вызывают интерес к их способности удалять металлы, довольно просты и могут быть изменены, чтобы улучшить их работы.

Поскольку эти слои имеют положительные и отрицательные заряды, они могут быть адаптированы для захвата определенных веществ, таких как уран.

Были протестированы легирующие приставы лантаноида, неодим, европий и тербий.Добавление неодима к слоистым двойным гидроксидам (LDH) улучшило их способность избирательного захвата урана из морской воды, очень сложный процесс, над которым ученые работают в течение длительного времени.

Синтезированные материалы были охарактеризованы с использованием различных методов, в том числе сканирующая просвечивающая электронная микроскопия (STEM) и сканирующая электронная микроскопия (SEM) на микроскопической установке Ansto от доктора Даниэля Олдфилда и UNSW от Yuwei Yang.

Когда в LDH (MGALND) добавляли неодимий, эти материалы выбрали уран более десяти других более распространенных элементов, обнаруженных в реальной морской воде.

Важно отметить, что эксперименты проводились в условиях, подобных морской воде.

Важным открытием было то, что легирующая привязья, неодим, меняет способ связывания урана с LDH.

Исследовательская группа также использовала рентгеновскую спектроскопию поглощения (XAS) и мягкую рентгеновскую спектроскопию в австралийском синхротроне Ansto, чтобы прояснить октаэдрическую координационную среду, состояние окисления и механизм адсорбции соответственно.Им помогли ученые-инструменты доктор Джессика Гамильтон и доктор Ларс Томсен, соавторы статьи.

Измерения рентгеновских лучей показали, что в условиях морской воды удаление урана происходило посредством процесса, когда атомы урана образуют комплексы на поверхности LDH, заменив ионы нитрата в слоях LDH анионами ураниловый карбонат из морской воды.

Добавляя неодимия и других элементов лантаноида в структуру LDH, химическая связь между атомами металлов и кислородом в LDH стала более ионной.

Это улучшенное ионное соединение сделало эти материалы намного лучше при селективном связывании с ураном посредством ионных поверхностных взаимодействий.

Авторы отметили, что исследование продемонстрировало способ скорректировать то, насколько хорошо материал может захватить уран, который может привести к созданию новых материалов, которые даже лучше отделяют уран от других веществ.

Материалы были не только полезны для получения урана из морской воды, но и имели потенциал для очистки урана из радиоактивных сточных вод вблизи атомных электростанций.

«Существуют дополнительные преимущества в том, что эти материалы просты и недороги, что делает их экономически эффективным выбором для крупномасштабного извлечения урана»,-сказал доктор Велисек Кароран.

Больше информации: Muhammad Zubair и др., Улучшенная селективность экстракции урана из морской воды с использованием легированных слоистых двойных гидроксидов, энергетические достижения (2023).Doi: 10.1039/d3ya00154g