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海水提铀吸附材料构筑领域新技术

发布时间: 2025-03-26

基本信息

合作方式： 技术转让
成果类型： 新技术
行业领域：
新材料技术
成果介绍
近日，兰州大学科研团队在海水提铀吸附材料构筑领域取得新进展，提出了一种动态调控的空间配位策略，能同时实现复杂海水体系中铀的精准识别（U/V比达215）和高效提取（U吸附量达588.24 mg·g−1），在海水铀资源提取领域展现出较大潜力。该研究以“Photoisomerization-mediated tunable pore size in metal organic frameworks for U(VI)/V(V) selective separation”为题发表至国际著名期刊《Nature Communications》。
成果亮点
通过pH/电场性质/材料表面电荷密度等因素之间的正交化有限元模拟分析表明，光致异构MOFs具有良好的门控整流能力，该性质对基于光开关实现异构化双稳态下的高效传质和精准配位至关重要。在此基础上，研究人员考察了模拟海水体系下材料的静态吸附能力、光开关抗疲劳性能、吸附选择性、U(VI)/V(V)分离能力，以及天然海水中的铀提取能力。结果显示，材料对铀的吸附量可达到588.24 mg·g−1，U(VI)/V(V)分离因数比达到了215，该数值超越了目前模拟/天然海水体系中已有报道的所有材料。理论计算表明，MOFs孔道结构与铀物种之间的尺寸匹配，以及DAE光开关与铀物种之间的空间配位，综合决定了材料的高U(VI)/V(V)选择性和高吸附容量。这一研究成果为海水中的铀资源的高效获取提供了一种新颖且有效的技术路径。
团队介绍
兰州大学核科学与技术学院硕士研究生张鹏程为论文第一作者，兰州大学稀有同位素前沿科学中心潘多强教授、吴非青年研究员，苏州大学王亚星教授为论文共同通讯作者。该研究得到兰州大学稀有同位素前沿科学中心吴王锁教授、清华大学化学系李隽教授的指导和建议，得到了国家自然科学基金（22176077, 22106058）、中央高校基本科研业务费（lzujbky-2023-stlt01, lzujbky-2022-sp04）和甘肃省科技计划项目（23ZDFA014）的资助支持。
成果资料
产业化落地方案
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