Karbonun azaldılması məqsədlərinə nail olmaq üçün emissiyaların azaldılması çox vacibdir və nüvə enerjisi etibarlı, aşağı karbonlu elektrik enerjisinin təmin edilməsində, karbon neytrallığına kömək etməkdə əsas rol oynayır. Bununla belə, nüvə sənayesi yanacaq istehsalının əlavə məhsulu olan uran tərkibli tullantı sularının idarə olunması, nüvə zavodunun fəaliyyəti və obyektin istismardan çıxarılması kimi mühüm problemlə üzləşir.

_{Uranil ionlarının (UO 2} ²⁺ ) karbonat liqandları ilə güclü koordinasiya xüsusiyyətlərinə görə , tullantı sularında asanlıqla karbonat tərkibli komplekslər əmələ gəlir, uranın zənginləşdirilməsi və çıxarılması prosesini çətinləşdirir. Buna görə də, karbonat tərkibli uran tullantı sularından uranın çıxarılması və bərpası üçün ənənəvi adsorbsiya və membran ayırma üsullarını əvəz etmək üçün yeni uran hasilatı texnologiyalarına ehtiyac var.

Foto yardımlı uranın çıxarılması sürətləndirilmiş ekstraksiya kinetikasını idarə etmək və reduktiv olmayan birgə mövcud ionlardan qaçaraq, karbonat tərkibli uran tullantı sularından uranı seçici şəkildə çıxarmaq üçün foto-generasiya edilmiş elektronlardan istifadə edən inkişaf etməkdə olan texnologiyadır. Ənənəvi fotokataliz əsasən toz halında nano-fotokatalizatorlara əsaslanır ki, onları reaksiya mühitindən ayırmaq çətindir və praktiki tətbiqi məhdudlaşdırır.

Bu problemi həll etmək üçün Wenkun Zhu və Tao Chen-in rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu hidrogelləri fotokatalitik daşıyıcı kimi araşdıraraq, yeni strategiyanı müxtəlif temperaturlarda fiziki vəziyyətini dinamik şəkildə dəyişən ağıllı termohəssas materiallarla birləşdirdi. Bu yanaşma reaksiya zamanı yüksək təmas sahəsi ilə daha sonra asan bərpa arasındakı ziddiyyəti həll edir.

• γ-FeOOH/KGM(Ga)/PNIPAM termohəssas hidrogeldə uranın adsorbsiya-reduksiya-nüvələşmə-kristallaşma mexanizmi elektron spin rezonansı, sərbəst radikal tutma, rentgen fotoelektron spektroskopiyası və s. ilə aşkar edilmişdir. Kredit: Wenkun Zhu və Tao Chen
• γ-FeOOH/KGM(Ga)/PNIPAM termohəssas hidrogelin performansı karbonat tərkibli tullantı sularında və real uran mədəni tullantı sularında sınaqdan keçirilmişdir. Nəticələr göstərdi ki, γ-FeOOH/KGM(Ga)/PNIPAM termohəssas hidrogel həm karbonat tərkibli tullantı sularında, həm də real uran mədəni tullantı sularında əla uranı təmizləmə qabiliyyəti nümayiş etdirir. Kredit: Wenkun Zhu və Tao Chen
• γ-FeOOH/KGM(Ga)/PNIPAM termohəssas hidrogeldə uranın adsorbsiya-reduksiya-nüvələşmə-kristallaşma mexanizmi elektron spin rezonansı, sərbəst radikal tutma, rentgen fotoelektron spektroskopiyası və s. ilə aşkar edilmişdir. Kredit: Wenkun Zhu və Tao Chen
• γ-FeOOH/KGM(Ga)/PNIPAM termohəssas hidrogelin performansı karbonat tərkibli tullantı sularında və real uran mədəni tullantı sularında sınaqdan keçirilmişdir. Nəticələr göstərdi ki, γ-FeOOH/KGM(Ga)/PNIPAM termohəssas hidrogel həm karbonat tərkibli tullantı sularında, həm də real uran mədəni tullantı sularında əla uranı təmizləmə qabiliyyəti nümayiş etdirir. Kredit: Wenkun Zhu və Tao Chen

Komandanın araşdırması Science Bulletin jurnalında dərc olunub .

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=2996406042&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1724838663&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-sol-gel-transition-effect-based.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl1dLDBd&dt=1724837974560&bpp=1&bdt=435&idt=299&shv=r20240822&mjsv=m202408210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724838515%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724838515%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=3118917721682&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2525&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759842%2C31084128%2C95338229&oid=2&pvsid=1048687069432059&tmod=920170034&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Tədqiqatçılar nümayiş etdirdilər ki, PNIPAM termohəssas materialının tətbiqi γ-FeOOH/KGM(Ga) mikrogellərin aşağı temperaturda yüksək spesifik səth sahəsinə malik dispers vəziyyətdən yüksək temperaturda sabit yığılmış vəziyyətə dinamik faza keçidinə imkan verir. γ-FeOOH/KGM(Ga)/PNIPAM termohəssas hidrogel karbonat tərkibli tullantı sularından uranın 92,3%-ə qədərini təmizləmək üçün əla qabiliyyət nümayiş etdirdi. Hətta uran mədəni tullantı sularında belə, uranın çıxarılmasının effektivliyini 90%-dən çox saxladı.

Elektron spin rezonansı (ESR) və radikal tutma təcrübələrindən istifadə edərək , tədqiqatçılar təsdiq etdilər ki, γ-FeOOH/KGM(Ga)/PNIPAM termohəssas hidrogel oksigenlə zəngin funksional qruplar vasitəsilə dissosiasiya olunmuş uranil ionlarını tutur və sonradan reaktiv növlər vasitəsilə uranı azaldır və hərəkətsizləşdirir. e ^– və ∙O ₂ ^– .

Bu tədqiqat uran tərkibli tullantı sularının təmizlənməsi üçün yüksək performanslı ağıllı fotokatalitik hidrogellərin yaradılması üçün perspektivli həll yolu təqdim edir .

Ətraflı məlumat: Xudong Wu və başqaları, Foto yardımlı uranın çıxarılması üçün konjac qlükomannan termosensitiv hidrogel əsasında Sol-gel keçid effekti, Elm Bülleteni (2024). DOI: 10.1016/j.scib.2024.07.005

Science China Press tərəfindən təmin edilmişdir