В Китае создали материал для извлечения урана из морской воды
Исследователи из Китая разработали новый пористый материал, который основан на ароматических углеводородах. Эта своеобразная ткань собирает трудноуловимые ионы урана из вод океанов. Исследование опубликовано в журнале ACS Central Science.
Основным способом добычи урана является его извлечение из горных пород, но запасы ограничены. При этом в морях и океанах растворено около 4,5 миллиарда тонн этого элемента, что превышает запасы урана на суше более чем в 1000 раз. Поэтому разработка материалов, способных извлекать уран из морской воды, имеет большое значение для потенциального увеличения доступных запасов урана и обеспечения энергетической безопасности.
Новая система фильтрации была разработана группой китайских химиков при изучении свойств пористых ароматических каркасов. Так химики называют полимерные материалы, похожие по структуре на пчелиные соты и состоящие из молекул ароматических органических соединений.
Большое количество пор и большая удельная площадь поверхности этих материалов побудили ученых задуматься о возможности использования этих структур для извлечения ионов урана из морской воды.
Они создали материал с названием PAF-144-AO, который состоит из двух ароматических молекул — NCP и TCB. При наличии электрического тока эти молекулы спонтанно соединяются и образуют пористую структуру. В сочетании с гидроксиламином, этот пористый материал способен захватывать ионы уранила и превращать их в нерастворимые соединения урана, когда через фильтр пропускается слабый электрический ток.
Ученые провели тестирование системы фильтрации на образцах воды из залива Бохайвань в северо-западной части Желтого моря. За три недели работы каждый грамм материала PAF-144-AO поглотил 12,6 мг урана, что является рекордно высоким уровнем среди всех разработанных систем для извлечения этого элемента из морской воды. Ученые считают, что в перспективе подобные установки смогут значительно увеличить доступность урана и расширить запасы этого элемента на Земле.
Ранее международная группа ученых совершила прорыв, синтезировав прекурсоры углерода и азота для создания нитратов углерода. Получившийся материал оказался более прочным, чем кубический нитрид бора — вторая по твердости вещь после алмаза.
