隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類對能源的要求日益增長，核能以其不存在有毒氣體排放、經(jīng)濟效益高的優(yōu)點，被視作最具希望的未來能源之一。然而，核能生產(chǎn)路線中放射性廢物的意外釋放會對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，甚至危害人類健康。鈾是目前最重要的核燃料，為了避免水體中的鈾含量過高而對人體健康的威脅，鈾的去除和檢測至關(guān)重要。在眾多吸附劑中，聚合物基吸附材料因其含有豐富的可與鈾酰離子配位的官能團而備受關(guān)注，但其緩慢的吸附過程和較低的吸附效率限制了它們的實際應(yīng)用。此外，目前鈾檢測主要依靠復(fù)雜且昂貴的儀器。因此，開發(fā)一種方便、經(jīng)濟且高效的鈾吸附劑來檢測和去除水體中的放射性鈾元素是必要的。
近年來微納材料伴隨著微納技術(shù)的興起而迅速發(fā)展，微納馬達（micro/nanomotor，MNMs）便是眾多微納材料中的一種，它是指尺寸在微米或者納米級別，可以將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為動能，并具備特殊功能或能執(zhí)行微觀體系任務(wù)的器件。近年來，微納馬達在環(huán)境修復(fù)方面的應(yīng)用引起了極大的關(guān)注，但其在鈾吸附/檢測方面的研究并不多見，設(shè)計一種用于鈾檢測和去除的雙功能MNMs仍然具有挑戰(zhàn)性。
圖1 反向乳液法制備磁性球狀PFZ微馬達
圖2 PFZ微馬達在xz/xy旋轉(zhuǎn)磁場下的磁驅(qū)性能
圖3 PFZ微馬達的鈾吸附性能
圖4 PFZ微馬達的鈾吸附機理
圖5 用于循環(huán)鈾吸附的微型裝置
圖6 PFZ微馬達的鈾檢測性能
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133654
作者簡介：
牛冉，華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師、國家重點研發(fā)計劃青年項目首席科學(xué)家，主要研究領(lǐng)域為能量轉(zhuǎn)化功能高分子材料及微納米機器人。目前以第一或通訊作者身份在PRL、PNAS、Sci. Adv.、ACS Nano、Adv. Sci., Small、Chem. Eng. J.、J. Mater. Chem. A、Energy Environ. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces等具有重要影響力的國際刊物上發(fā)表SCI論文70余篇，獲授權(quán)專利5項，申請專利7項。主持承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、重點研發(fā)計劃青年科學(xué)家項目、重點研發(fā)計劃子課題等國家和省部級科技項目多項，并獲得湖北省海外高層次人才計劃、武漢英才等多項榮譽獎勵。擔(dān)任Rare Metals期刊 (中科院1區(qū)，影響因子6.3)， Exploration和Energy Materials期刊青年編委。
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