【48812】原位填充纳米纤维新办法完成铀离子高效过滤提取

  铀元素是核工业不可或缺的放射性战略金属资源，但我国陆地铀储量较为匮乏，大约90%的核燃料依靠进口。海水中铀存量高达45亿吨，是陆地铀储量的1000倍以上。在海水中提取铀元素具有极端严重的研讨价值和宽广的使用远景。

  近期，中科院青岛生物动力与进程研讨所研讨员李朝旭带领的仿生智能资料研讨组，在生物质纳米纤维绿色高效制备及其复原收回贵金属方面的研讨基础上，发现室温下氰乙基化改性纤维素，有助于纤维素内纳米纤维的溶胀及高效剥离。相关效果宣布在《美国化学会纳米》期刊上，并申报专利CN6.7。

  相对于传统的化学沉积、溶剂萃取及蒸腾法，吸附法具有效率高、本钱低、易操作、二次污染危险低一级长处，可是海水铀浓度极低（仅大约3 ppb），且布景盐浓度高，竞赛离子很多，现在海水提铀吸附剂存在吸附容量小、吸附速度快、制备本钱偏高级问题。绿色低本钱的高效、高选择性吸附剂仍然是限制海水提取金属技能开展的要害。

  李朝旭研讨组进一步选用室温氰乙基化办法改性木材，并进行偕胺肟化处理，发现木材微观结构能在某些特定的程度上得以保存，从而坚持了木材原有机械性能，而木材次生壁主要以纤维素为主，在此进程中，纤维素纳米纤维自行剥离并填充溢木材管包。填充有偕肟胺基纳米纤维的木材对水体铀酰离子表现出极高的特异性吸附才能，模仿水样最高吸附量高达1277.5 mg gˉ1。因为结构特别，该改性木材能轻松完成高压过滤提取水体铀离子，6 Bar过滤压力下通量达920 L mˉ2hˉ1，滤液逐级进入木材管胞与纳米纤维触摸，阻滞时刻延伸，能轻松完成大于99%的铀离子捕获率。

  该发现不只推进了特种生物质纳米纤维制备的工业化进程，也为水体提铀技能的开展供给了一条绿色、高效新途径。该团队进一步编撰总述论文，总结了使用纤维素纳米纤维、甲壳素纳米纤维和蛋白质纳米纤维等常见的生物纳米纤维资料，提取水中高价值金属离子如Au、Ag、Li、Co、U、Sr等的研讨进展。

  上述研讨取得国家自然科学基金、山东省人才方案、山东省自然科学基金、中科院青岛动力所/山东动力研讨院科研立异基金等项目和方案的经费支撑。

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