I ricercatori dell'Istituto di fisica moderna (IMP) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) hanno sviluppato un metodo innovativo per pre-arricchire l'uranio nell'acqua di mare mediante filtrazione su membrana.

L'uranio è la fonte vitale per la produzione di energia nucleare. Ci sono circa 4,5 miliardi di tonnellate di uranio esistenti nell'acqua di mare, che è 1.000 volte più delle riserve terrestri. Tuttavia, la concentrazione di uranio estremamente bassa e le enormi quantità di ioni coesistenti, in particolare K ⁺ , Na ⁺ , Ca ²⁺ e Mg ²⁺ , rende molto impegnativa l'estrazione dell'uranio dall'acqua di mare. Pertanto, è di grande importanza arricchire l'uranio e ridurre la differenza di concentrazione tra l'uranio ei principali ioni coesistenti.

In uno studio pubblicato sul Chemical Engineering Journal , sulla base delle importanti differenze di diametro degli ioni idratati tra UO2 ²⁺ e i principali ioni coesistenti, i ricercatori hanno sviluppato un metodo efficace per pre-arricchire l'uranio nell'acqua di mare. Hanno fabbricato un nuovo tipo di membrana di ossido di grafene composito reticolato con glicina (GO-Gly) con buone proprietà di setacciatura ionica, in grado di soddisfare le esigenze di pre-arricchimento dell'uranio nell'acqua di mare.

Secondo i ricercatori, la reticolazione di GO da parte della glicina non solo supera il difetto di rigonfiamento della membrana GO in soluzione, ma soddisfa anche il requisito della dimensione del canale di separazione dell'uranio dai principali ioni coesistenti. Inoltre, la struttura della membrana può mantenersi stabile se immersa a lungo in una soluzione acquosa.

Quindi i ricercatori hanno studiato le proprietà di rigetto ionico e di arricchimento dell'uranio e dei principali ioni coesistenti rispettivamente in soluzioni a ione singolo e acqua di mare simulata. È stato riscontrato che quasi il 100% dell'uranio è stato respinto dalla membrana GO-Gly. Inoltre, solo l'uranio è stato ovviamente arricchito mentre le concentrazioni dei principali ioni coesistenti si sono mantenute quasi costanti nel filtrare continuamente l'acqua di mare simulata con la membrana.

I risultati confermano che la membrana GO-Gly è un candidato ideale per il prearricchimento dell'uranio nell'acqua di mare. Si prevede che questo nuovo metodo, combinato con i metodi tradizionali, migliorerà notevolmente l'efficienza del recupero dell'uranio e promuoverà la reale applicazione delle risorse di uranio nell'acqua di mare. + Esplora ulteriormente

Utilizzo di una struttura dei pori ispirata ai frattali biologici per raccogliere l'uranio dall'acqua di mare