Китайские химики разработали пористый материал на базе ароматических углеводородов, способный очень эффективно вбирать в себя ионы соединений урана из воды и накапливать его в своей толще с минимальными расходами энергии. Эти фильтры можно использовать для добычи урана из вод Мирового океана, пишут исследователи в статье в журнале ACS Central Science.
"Мы разработали пористые каркасы на базе ароматических молекул, которые можно производить и наносить на гибкую углеродную подложку при помощи технологии электрополимеризации. Каждый грамм данного материала способен извлекать 12,6 мг урана из морской воды за три недели работы, что открывает дорогу для электрохимической добычи урана из вод Мирового океана", - пишут исследователи.
Эта система фильтрации была разработана группой китайских химиков под руководством профессора Северо-Восточного университета в Чанчуне (Китай) Чжао Жуя при изучении свойств пористых ароматических каркасов. Так химики называют полимерные материалы, похожие по структуре на пчелиные соты и состоящие из молекул ароматических органических соединений.
Как отмечают химики, большое число пор и высокая удельная площадь поверхности данных материалов заставила их задуматься, нельзя ли применить эти каркасы для извлечения ионов урана из морской воды. По текущим оценкам ученых, урана в Мировом океане содержится примерно в 1 тыс. раз больше, чем в доступных человеку запасах этого элемента на суше.
Профессор Чжао Жуй и его коллеги выяснили, что это можно сделать при помощи созданного ими материала PAF-144-AO, состоящего из двух типов ароматических молекул, NCP и TCB. В присутствии электрического тока эти вещества спонтанно соединяются и формируют пористую структуру. В комбинации с еще одним веществом, гидроксиламином, этот пористый материал способен захватывать ионы уранила (UO2++) и превращать их в нерастворимые соединения урана, если пропускать слабый ток через фильтр.
Работу этой системы фильтрации ученые проверили на образцах воды, собранных из залива Бохайвань в северо-западной части Желтого моря. За три недели работы каждый грамм PAF-144-AO поглотил по 12,6 мг урана, что является рекордно высоким показателем для всех разработанных систем извлечения этого элемента из вод Мирового океана. В перспективе, подобные установки значительно расширят объем доступных человеку запасов урана на Земле, подытожили химики.
