Forscher schlagen Plasma vor

Aug 04, 2023

13. Juli 2023

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von Zhang Nannan, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Ein Forschungsteam des Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat ein innovatives Adsorptionsmittel namens Plasma Light Amidoxim Cellulose (PLAOC) entwickelt, um Uran effizient aus Meerwasser zu extrahieren.

Die Ergebnisse wurden in Applied Surface Science veröffentlicht.

Die Kernenergie als saubere Energiequelle erlebt eine rasante Entwicklung. Die auf der Modifikation von Amidoximgruppen basierenden polymeren Funktionsmaterialien gelten als ideale Materialien für die Urangewinnung aus Meerwasser. Die Adsorptionsleistung von Adsorptionsmaterialien auf Amidoximbasis wird jedoch stark von der Umgebung beeinflusst, und die im Labor gemessene Adsorptionskapazität ist im Allgemeinen höher als die in echtem Meerwasser.

In dieser Studie nutzten die Forscher die Niedertemperatur-Plasmatechnologie zur Materialaktivierung.

„Verglichen mit herkömmlichen Methoden, die Radioaktivität verwenden, haben wir einen nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Ansatz zur Herstellung uranreicher Adsorbentien verwendet“, sagte Prof. Chen Changlun, der das Team leitete.

Das PLAOC-Adsorptionsmittel, das durch die Einführung funktioneller Gruppen auf Cellulose mithilfe der Plasmatechnologie hergestellt wird, hat außergewöhnliche Fähigkeiten zur Urananreicherung gezeigt.

Dieser Ansatz konzentriert sich auf die Oberflächenaktivierung unter Beibehaltung der darunter liegenden Struktur des Materials. Interessanterweise muss das zu modifizierende Monomer während dieses Prozesses nicht geschützt werden.

Bei der plasmainduzierten Transplantationstechnologie kann die Energie der aktiven Partikel im Plasma diese kovalenten Bindungen für die Rekombination öffnen. Sauerstoffplasma wurde als Pfropfwerkzeug verwendet, um Strukturen mit mehreren Radikalen auf der Zelluloseoberfläche für die anschließende Pfropfaktivierung aufzubauen.

Ein entscheidender Aspekt dieser bahnbrechenden Forschung ist, dass die Urananreicherungsleistung von PLAOC selbst bei Tests in simuliertem Meerwasser außergewöhnlich hoch blieb. Dieses Ergebnis ist von Bedeutung, da es die Machbarkeit des Einsatzes der Plasmatechnologie zur Herstellung uranreicher Adsorbentien zeigt, mit denen Uran effizient aus Meerwasserquellen extrahiert werden kann.

„Die Ergebnisse zeigen, dass die Plasmatechnologie die Anreicherung von Uranylionen bei niedrigen Konzentrationen bei der Herstellung von Amidoxim-Cellulosematerialien deutlich verbessern kann“, sagte Prof. Chen.

Mehr Informationen: Supeng Yu et al., Herstellung von Cellulose@amidoxim durch plasmainduzierte Pfropftechnologie und ihre potenzielle Anwendung für die Uranextraktion, Applied Surface Science (2023). DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.157883

Zur Verfügung gestellt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften