理化地点使用仿生分级多孔膜完成高效海水提铀方面获得发展

海水中铀的蕴藏量超40亿吨，相当于陆地铀矿储量的一千倍，从海水中有用提取铀将助力我国核工程范畴持久开展。但是，因为海水中的铀浓度相对较低(~3.3 ppb)，因而，开宣布选择性好、吸附容量高、可重复使用的海水提铀吸附剂尤为重要。

固有微孔聚合物因其高比表面积与丰厚的吸附位点在吸附范畴具有宽广远景，但是微孔内较高的传质阻力常导致离子分散受阻，表现出的吸附功能缺乏。自然界中存在很多分形结构，如动物血管、植物导管等。这些分形结构能够以最小的能量消耗在最大程度上完成物质交流与传递。受此启示，将分级多孔结构引进吸附剂内部，能够有用处理离子在三维无序的微孔内分散受阻的问题。

中国科学院理化技能研讨所研讨员闻利平课题组开宣布根据固有微孔聚合物的仿生分级多孔吸附膜。其间逐级递减的孔径结构答应铀酰离子在膜内快速分散，然后充分利用微孔内丰厚的吸附位点。测验标明该分级多孔膜能够将吸附容量提升至本来的20倍。此外，该膜也在天然海水中进行了为期四周的吸附测验，成果显现其吸附容量到达9.03mg/g。该作业提出的微结构规划方案能够一起推行到一大类微孔聚合物吸附剂规划中，以完成核能质料的可继续供给。

闻利平及其团队成员长时间致力于仿生微纳孔资料的制备及使用探究，经过研讨和规划各种仿生微纳孔资料，提醒孔道内物质运送的规则，然后调控微孔资料内部物质传输功能，使其适用于海洋浸透能转化、离子筛分与富集等相关范畴。

相关研讨成果以Bioinspired Hierarchical Porous Membrane for Efficient Uranium Extraction from Seawater为题，宣布在Nature Sustainability上。研讨作业得到国家重点研制方案和国家自然科学基金的支撑。

海水提铀仿生分级多孔膜规划示意图