瞿金平院士华科大团队牛冉研究员《J. Hazard. Mater.》:基于金属有机框架的水凝胶微纳马达用于铀检测和去除
2024-02-14 来源:高分子科技
随着全球经济的快速发展,人类对能源的要求日益增长,核能以其不存在有毒气体排放、经济效益高的优点,被视作最具希望的未来能源之一。然而,核能生产路线中放射性废物的意外释放会对环境产生不良影响,甚至危害人类健康。铀是目前最重要的核燃料,为了避免水体中的铀含量过高而对人体健康的威胁,铀的去除和检测至关重要。在众多吸附剂中,聚合物基吸附材料因其含有丰富的可与铀酰离子配位的官能团而备受关注,但其缓慢的吸附过程和较低的吸附效率限制了它们的实际应用。此外,目前铀检测主要依靠复杂且昂贵的仪器。因此,开发一种方便、经济且高效的铀吸附剂来检测和去除水体中的放射性铀元素是必要的。
近年来微纳材料伴随着微纳技术的兴起而迅速发展,微纳马达(micro/nanomotor,MNMs)便是众多微纳材料中的一种,它是指尺寸在微米或者纳米级别,可以将其他形式的能量转化为动能,并具备特殊功能或能执行微观体系任务的器件。近年来,微纳马达在环境修复方面的应用引起了极大的关注,但其在铀吸附/检测方面的研究并不多见,设计一种用于铀检测和去除的双功能MNMs仍然具有挑战性。
图1 反向乳液法制备磁性球状PFZ微马达
图2 PFZ微马达在xz/xy旋转磁场下的磁驱性能
图3 PFZ微马达的铀吸附性能
图4 PFZ微马达的铀吸附机理
图5 用于循环铀吸附的微型装置
图6 PFZ微马达的铀检测性能
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133654
作者简介:
牛冉,华中科技大学化学与化工学院研究员、博士生导师、国家重点研发计划青年项目首席科学家,主要研究领域为能量转化功能高分子材料及微纳米机器人。目前以第一或通讯作者身份在PRL、PNAS、Sci. Adv.、ACS Nano、Adv. Sci., Small、Chem. Eng. J.、J. Mater. Chem. A、Energy Environ. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces等具有重要影响力的国际刊物上发表SCI论文70余篇,获授权专利5项,申请专利7项。主持承担国家自然科学基金、重点研发计划青年科学家项目、重点研发计划子课题等国家和省部级科技项目多项,并获得湖北省海外高层次人才计划、武汉英才等多项荣誉奖励。担任Rare Metals期刊 (中科院1区,影响因子6.3), Exploration和Energy Materials期刊青年编委。
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