Ученые разработали новые сорбенты, которые эффективно извлекают уран из морской воды

Добыча урана для атомной промышленности наносит огромный ущерб окружающей среде, который становится все более серьезным по мере того, как запасы урана истощаются. С учетом этого выделение урана из морской воды было бы гораздо более экологически чистой альтернативой.

В последнем журнале Angewandte Chemie была опубликована статья, в котором американские исследователи описали способ производства новых высокоэффективных адсорбционных агентов, используемых для извлечения урана из воды.

Поскольку концентрация ионов уранила в морской воде очень низка, адсорбционные вещества, используемые для этого процесса, должны быть особенно эффективными. Благодаря тщательной проработке структуры поверхности и внутренних пор, команде исследователей из Национальной лаборатории Окриджа и университета штата Теннеси удалось значительно увеличить как скорость, так и емкость адсорбции нового полимерного адсорбента.

Достижение ученых обусловлено использованием специальной техники полимеризации. Пористая структура полимера создана на основе мономерного хлорида винилбензила (VBC) и дивинилбензола (DVB) в качестве связывающего агента. Можно варьировать свойства поверхности и объема пор вещества путем изменения соотношения VBC для DVB. Внутри полученной структуры содержится множество видов хлорида, которые служат в качестве отправной точки для следующей стадии полимеризации (ATRP). Эта реакция позволяет исследователям выращивать цепочки полиакрилонитрила в пределах структуры. Преимуществом реакции ATRP является возможность контролирования длины и равномерности полиакрилонитрила. На конечной стадии это вещество преобразуется в полиамидоксим, группы которого хорошо связываются с ионами уранила.

Первые тесты в смоделированной морской воде показали заметное повышение скорости адсорбции нового полимерного агента, по сравнению с обычными адсорбентами на основе полиэтилена. Эксперименты также показали, что адсорбционная способность нового вещества сильно зависит от плотности амидоксимных групп – этот параметр может быть адаптирован посредством изменения размеров пор и числа доступных видов хлоридов в исходной нанопористой основе.

По мнению исследователей, этот способ может быть использован для получения широкого спектра полимерных нанокомпозитов для самых различных приложений, в том числе при удалении ионов тяжелых металлов из растворов, а также при разработке новых катализаторов.