海水提铀技术最新研究进展北大核心CSCD

天然铀是保障国家核能持续稳定发展的重要物质基础。海洋蕴含有丰富的天然铀资源,从海水中提取铀,对于补充完善我国铀供应体系,实现天然铀供应自主化具有重要战略意义和经济意义。本文综述了近年来海水提铀技术研究方向的最新进展。主要总结了国内外海水提铀吸附材料、海试试验等研究结果,并对未来海水提铀工程化发展进行了展望。     

负载铀偕胺肟螯合功能材料解吸研究进展

铀是保障核能稳定发展的重要战略资源,陆地铀资源不足已引起广泛关注。海水中铀资源总量是陆地铀资源的1 000倍以上。为确保铀资源的稳定供给,从20世纪50年代开始,对海水中提取铀资源的探索研究从未停止,含偕胺肟基螯合吸附剂分离回收铀已成为最具工业应用前景的潜在功能材料。针对提铀过程中负载铀偕胺肟材料解吸中存在的诸多重要问题,本文综述了近年来从偕胺肟基负载铀材料解吸铀研究进展,阐述了酸溶液、碱性溶液及有机溶液等对负载铀偕胺肟材料的解吸性能、机理和特点,探讨了对铀构成解吸竞争共存金属离子的影响,基于对解吸条件评价,提出了未来亟待研究和解决的问题,为先进解吸技术在海水提铀领域大规模发展与应用提供参考。     

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。     

海水提铀用偕胺肟基聚合物研究进展

偕胺肟基聚合物是海水提铀用吸附最有效的材料之一。按偕胺肟基聚合物的制备方法即单体共聚法、聚合物改性法、聚合物共混法为线索进行了综述,描述了海水提铀材料中偕胺肟基聚合物的研究现状,提出了以绿色天然原料为基材,具有更高机械强度、高吸铀量、高选择性的吸附剂是今后海水提铀用偕胺肟基聚合物的重要研究方向。     

海水提铀的研究进展

本文综述了近年来国内外在海水提铀领域的研究进展。目前国内外海水提铀多以含肟类官能团的吸附材料为主要研究对象,其中日本已将偕胺肟基聚乙烯纤维骨架吸附剂应用于半工业化实验。此外,近年来国际上研制的有机-无机杂化材料以及一些生物类吸附剂对海水中的铀也具有较高的吸附能力。本文还介绍了国内外海水提铀装置的研究现状,并对海水提铀的研发进行了展望。     

海水提铀用偕胺肟基纤维吸附材料的研究进展北大核心CSCD

铀是发展核能不可或缺的重要元素。因陆地铀储量有限而通过海水提铀能够有效解决这一问题。研究发现偕胺肟基(AO)吸附材料对铀酰离子的吸附性能优异。本文总结了国内外对AO基纤维吸附材料的研究进展,分析了AO基纤维吸附材料的制备方法和吸附性能,同时也分析了该类材料的发展进程与走向,对目前AO基纤维吸附材料工业化存在的问题进行了讨论,最后对未来海水提铀的发展进行了展望。     

抗生物污损型海水提铀材料研究进展北大核心CSCD

随着“碳达峰”和“碳中和”两大发展目标的提出,核能作为成熟的清洁能源将在我国能源结构中扮演越来越重要的角色。铀作为最重要的核燃料资源,是核电可持续发展的基石。随着陆地铀矿资源的日益匮乏,为保证核燃料的长期充足供应,高效利用海洋铀资源是解决铀供应问题的有效手段之一。然而,海洋中大量的微生物会对提铀材料的结构造成破坏并严重影响材料的吸附性能,海洋生物污损对海水提铀的实施带来了极大的挑战。因此,开发抗生物污损型提铀材料对真实海水提铀的实施至关重要。本文综合总结了近年来各类抗生物污损型提铀材料的研制和发展,以及不同类别的抗生物污损材料的作用机理,并结合发展现状对抗生物污损提铀材料的进一步发展提出了展望。     

P_4纤维吸附剂吸铀性能的研究

一、引言 采用固体吸附剂富集海水中的铀是目前世界各国公认为实现海水提铀最可行的方法。也能应用于矿山含铀废水的处理,以回收废水中的铀和排除放射性污染。 已知具有吸铀性能的吸附剂很多。但作为工业上大量使用韵铀吸附剂,除要求吸附容量高、选择性好外,还要求具有吸附速度快、价格便宜、能重复使用等条件。目前吸附剂开发的兴趣比较集中在对铀具有特殊作用功能团的纤维状吸附剂上,P4即属于这类吸附剂。本文通过对它的吸铀性能的研究。期望在上述方面取得应用。     

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北大核心CSCD

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。     

TiO2/SFP铀吸附材料的制备及其吸附性能

本工作旨在合成一种高吸附性能、高选择性的吸附材料,实现重金属离子的去除和海水中铀资源的提取。将天然葵花粉(SFP)通过溶胶凝胶法与TiO₂颗粒进行复合,得到TiO₂/SFP复合材料。将合成材料进行扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等表征和吸附测试;在pH值为6.0时,材料最大吸附容量可达到215.7 mg/g。复合材料对于溶液中铀的吸附符合准二级动力学模型,是一个吸热、可自发的过程,其吸附等温线符合Langmuir模型,在模拟海水中材料对铀的去除率超过90%。     

超支化抗菌型海水提铀材料北大核心CSCD

利用一步水热法将超支化聚酰胺胺(h-PAMAM)接枝到聚丙烯腈(PAN)纤维上,随后进行碱处理,制备出一种具有有效抗菌性的新型海水提铀材料PAN-h-PAMAM-A。通过傅里叶转换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的表面官能团组成和形貌进行了表征。通过系列吸附实验研究了材料在不同条件下(pH、吸附时间和盐离子浓度)的铀吸附性能。竞争离子实验表明,材料对铀酰离子具有较好的选择性吸附能力。PAN-h-PAMAM-A在pH=8.0、20 mg/L铀溶液中平衡吸附容量达到(296.43±4.88)mg/g(n=3)。动力学模拟表明,吸附符合准二级动力学方程。热力学模拟表明,吸附符合Freundlich方程,吸附为不均匀、多层化学吸附。此外,PAN-h-PAMAM-A经过多次吸附解吸循环之后仍然可以保持非常优秀的吸附能力,并且对海洋细菌表现出非常良好的抗菌性能,超支化聚酰胺胺的引入有望综合提升海水提铀材料海洋适用性能力。     

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,UO2+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。     

Attempts to capturing ppb-level elements from sea water with hydrogels

Stable energy resource supply is an important subject from the perspective of national security. In this sense, recovering uranium from seawater is important and profitable for the countries of which the land is surrounded by sea and is not endowed with energy resources such as Japan. However, the concentration of uranium dissolved in seawater is extremely low (ppb level) but the total amount of uranium is huge because of the tremendous seawater volume on the Earth. Therefore, in order to promote the efficiency of adsorbents capturing ppb-level uranium from seawater, the authors propose the utilization of hydrogel as a new adsorbent base material. In order to demonstrate the usefulness of the hydrogel for the ppb-level element-adsorption from seawater, the authors have developed the amidoxime incorporated hydrogel and have examined their ppb-level uranium capturing efficiency in the presence of other elements. From the experimental results, a potential for this purpose has been demonstrated by considerably high adsorption functionality.     

电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合法制备吸附剂及其吸铀性能

为满足我国核电事业的发展需求,从海水中提取铀尤为重要。海水中约有45亿吨铀,约是陆地铀资源的千倍。偕胺肟基对铀酰离子有很强的络合能力及较高的选择性,是良好的铀酰离子吸附官能团,因此,偕胺肟基吸附剂的制备是海水提铀的关键步骤之一。以聚氯乙烯（PVC）为基材,通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合（ARGET ATRP）方法合成偕胺肟基纤维吸附剂（PVC-AO）,控制丙烯腈（AN）的用量,制得不同接枝率的吸附剂,用红外光谱分析表明,腈基成功转化为偕胺肟基,用扫描电镜观察不同接枝率吸附剂的表面形貌变化,并用制得不同接枝率吸附剂开展了不同实验温度、不同初始铀酰离子浓度和不同pH条件下的实验,探究了不同接枝率偕胺肟基吸附剂对铀吸附性能的影响。结果表明：偕胺肟基吸附剂吸附铀酰离子的最佳pH为5~6;随着吸附剂接枝率的增加,饱和吸附量和吸附速率均增加,接枝率为5 811%的吸附剂吸附量达到111 mg/g;但随着吸附剂接枝率增加,吸附剂表面产生的凝胶物质会阻碍吸附剂对铀酰离子的吸附。