麻省理工將帶電石墨烯泡沫作為 "鈾磁"用于水凈化

發(fā)布：cyqdesign 2021-08-05 19:28 閱讀：868

日前，麻省理工學(xué)院的研究人員通過用氧化石墨烯泡沫制作一個(gè)可重復(fù)使用的過濾器，像磁鐵一樣吸住鈾，有效地將放射性元素從飲用水中吸走，為這種神奇的材料找到了另一種用途。

鈾可以從巖石中的天然沉積物，或通過核電站或采礦作業(yè)的廢物滲入供水。一旦進(jìn)入水中，肉眼是看不到的，不需要很高的劑量就能開始對(duì)人類健康造成傷害。而氧化石墨烯泡沫被發(fā)現(xiàn)非常適用于從水中吸出鈾，按照美國(guó)環(huán)保局EPA的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過處理后的水在幾小時(shí)內(nèi)就可以達(dá)到飲用級(jí)別。更妙的是，這種泡沫可以被清洗并重復(fù)使用多次而不失去其效率。

為了讓這種材料發(fā)揮作用，首先需要將電荷送入泡沫。這將分裂它周圍的水并釋放氫氣，從而增加其pH值。這反過來又誘發(fā)了一種化學(xué)變化：將鈾離子吸引到泡沫的表面。研究小組發(fā)現(xiàn)，鈾實(shí)際上正在結(jié)晶為一種先前未知的氫氧化鈾形式。氧化石墨烯泡沫能夠捕捉大量的污染物，一旦收集到足夠多的污染物，只需扭轉(zhuǎn)電荷就能輕松地將其移除，使其直接滑落。然后泡沫就可以被重新使用。

這項(xiàng)研究的首席研究員Ju Li說："每次使用時(shí)，我們的泡沫可以捕獲四倍于其自身重量的鈾，也就是每克材料實(shí)現(xiàn)4000毫克的鈾提取能力，這比其他方法有很大的改進(jìn)。我們還在可重復(fù)使用性方面取得了重大突破，因?yàn)榕菽梢越?jīng)歷七個(gè)清洗周期而不失去其提取效率。"

該團(tuán)隊(duì)表示，該方法成本低，可以沿著水基礎(chǔ)設(shè)施的不同階段實(shí)施。這種過濾器也有可能被改造成針對(duì)其他重金屬污染物，如鉛、汞和鎘。

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