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石墨烯又有新用途!摇身一变成“神奇泡沫” 可吸附水中放射性元素
2021.08.06 15:56 财联社 黄君芝

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,众所周知,石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面都具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料,几乎“无所不能”。

现在,麻省理工学院(MIT)的研究人员又发现了这种超常神奇材料的另一种用途,即用氧化石墨烯泡沫制作一个可重复使用的过滤器,像磁铁一样吸住铀,可以有效地将这种放射性元素从饮用水中提取出来。

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据了解,铀可以从岩石中的天然沉积物,或核电站/采矿作业的废料中渗入到水源中。一旦这种放射性元素进入水中,肉眼是看不见的,而且不需要很高的剂量就会开始对人类健康造成危害。

按照MIT研究人员的说法,氧化石墨烯泡沫非常适用于从水中吸出铀,按照美国环保局EPA的标准,经过处理后的水在几小时内就可以达到饮用级别。更妙的是,这种泡沫可以被清洗并重复使用多次,而且不会失去效率。

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具体而言,为了让这种材料发挥作用,首先需要将电荷送入泡沫。这会使周围的水分裂并释放出氢气,从而增加该区域的pH值。这反过来会引起一种化学变化,将铀离子吸引到泡沫的表面。研究小组发现铀实际上正在结晶成一种以前未知的氢氧化铀形式。

氧化石墨烯泡沫能够捕获大量的污染物,一旦收集到足够多的污染物,只需简单地倒转电荷,使其滑脱,就可以很容易地将其清除。然后泡沫就可以重复使用了。

这项研究的首席研究员Ju Li表示,“每次使用时,我们的泡沫可以捕获四倍于其自身重量的铀,也就是每克材料实现4000毫克的铀提取能力,这是比其他方法的一个重大改进。我们在可重复利用性方面也取得了重大突破,因为泡沫可以经历7次清洗而不损失提取效率。”

该团队表示,这种方法成本低,可以在水基础设施的不同阶段实施。此外,这种过滤器还可以针对铅、汞和镉等其他重金属污染物进行改良。这项研究已发表在知名科学期刊《先进材料》杂志上。

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