【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】目前，陸地鈾儲量有限，而海洋存在豐富的鈾。因此，從海水中提取可以作為鈾的另一種來源，以確保核能滿足工業(yè)發(fā)展的需求。有研究發(fā)現(xiàn)，吸附是從海水中提取鈾的有效方法，但由于海水中鈾的濃度低且海水成分復(fù)雜，尤其受到釩離子的嚴(yán)重干擾，選擇性和高效吸附鈾具有挑戰(zhàn)性。因此，設(shè)計和合成用于從海水中高效吸附鈾的材料至關(guān)重要。
 

　　中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所綠色反應(yīng)分離與過程強(qiáng)化技術(shù)中心高級工程師法蕓和研究員劉會洲，基于價格低廉的海藻酸鈉(SA)和功能性DNA鏈，采用一步滴定-鈣交聯(lián)自組裝法制備出具有半互穿網(wǎng)絡(luò)和高吸附能力的SA-DNA水凝膠微球。該微球可用于選擇性吸附鈾酰離子(UO22+)。通過DNA作為選擇性吸附位點，微球?qū)︹欟ｋx子的親和力顯著提高，且選擇性是釩離子的43.6倍，這實現(xiàn)了對鈾酰離子的高選擇性吸附。
 

　　SA-DNA水凝膠微球大小約2毫米，包含較多微米級孔隙，以增強(qiáng)傳質(zhì)并充分暴露活性位點。在25 ℃和pH=4.0條件下，該微球最大吸附容量為189.5 mg⋅g-1。FTIR和XPS分析表明，鈾酰離子主要與DNA中磷酸二酯鍵的P原子和O原子配位，同時與微球上的羧基螯合。DFT計算表明，DNA和鈾酰離子形成了涉及U和O的配位結(jié)構(gòu)。
 

　　這種新型吸收劑環(huán)境友好、成本低廉、易于合成，具有優(yōu)異的機(jī)械堅固性和可回收性。這一成果對于推進(jìn)從海水中選擇性提取鈾材料的開發(fā)工作具有重要意義。此外，特定DNA具有識別各種金屬離子的獨特能力，因而這種基于DNA的吸附劑可用于從海水中回收其他有價值的金屬離子。
 

　　相關(guān)研究成果以SA-DNA hydrogel microspheres for Ultra-Selective uranyl (VI) extraction為題，發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》(Chemical Engineering Journal)上。
 

青島能源所開發(fā)出海藻酸鈉-DNA新型超高選擇性海水提鈾材料