Onderzoekers van het Institute of Modern Physics (IMP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) hebben een innovatieve methode ontwikkeld om uranium in zeewater voor te verrijken door middel van membraanfiltratie.

Uranium is de vitale bron voor de opwekking van kernenergie. Er is ongeveer 4,5 miljard ton uranium in zeewater, dat is 1000 keer meer dan de aardse reserves. De extreem lage uraniumconcentratie en enorme hoeveelheden naast elkaar bestaande ionen, vooral K ⁺ , Na ⁺ , Ca ²⁺ en Mg ²⁺ , maakt de winning van uranium uit zeewater zeer uitdagend. Het is dus van groot belang om uranium te verrijken en het concentratieverschil tussen uranium en de belangrijkste naast elkaar bestaande ionen te verkleinen.

In een studie gepubliceerd in het Chemical Engineering Journal , gebaseerd op de prominente verschillen in gehydrateerde ionendiameter tussen UO2 ²⁺ en de belangrijkste naast elkaar bestaande ionen, hebben de onderzoekers een effectieve methode ontwikkeld om uranium in zeewater voor te verrijken. Ze fabriceerden een nieuw type met glycine verknoopt composiet grafeenoxide (GO-Gly) membraan met goede ionenzeefeigenschappen, dat kan voldoen aan de eisen van uraniumvoorverrijking in zeewater.

Volgens de onderzoekers overwint de verknoping van GO door glycine niet alleen het zwellingsdefect van het GO-membraan in oplossing, maar voldoet het ook aan de vereiste voor de kanaalgrootte van uraniumscheiding van de belangrijkste naast elkaar bestaande ionen. Bovendien kan de structuur van het membraan stabiel blijven wanneer het gedurende lange tijd in een wateroplossing wordt ondergedompeld.

Vervolgens onderzochten de onderzoekers de ionenafstoting en verrijkingseigenschappen van uranium en de belangrijkste naast elkaar bestaande ionen in respectievelijk enkele ionenoplossingen en gesimuleerd zeewater. Het bleek dat bijna 100% van het uranium werd afgestoten door het GO-Gly-membraan. Bovendien was duidelijk alleen uranium verrijkt, terwijl de concentraties van de belangrijkste naast elkaar bestaande ionen vrijwel constant bleven bij het continu filtreren van het gesimuleerde zeewater met het membraan.

De resultaten bevestigen dat het GO-Gly-membraan een ideale kandidaat is voor uraniumvoorverrijking in zeewater. Deze nieuwe methode in combinatie met de traditionele methoden zal naar verwachting de efficiëntie van de uraniumwinning aanzienlijk verbeteren en de daadwerkelijke toepassing van uraniumbronnen in zeewater bevorderen. + Verder verkennen

Een poriestructuur gebruiken die is geïnspireerd op biologische fractals om uranium uit zeewater te halen