石墨烯又有新用途！可吸附水中放射性元素

時間：2021-08-18 15:56:22 來源：科創板日報 作者：

眾所周知，石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面都具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料，幾乎“無所不能”。

現在，麻省理工學院（MIT）的研究人員又發現了這種超常神奇材料的另一種用途，即用氧化石墨烯泡沫制作一個可重復使用的過濾器，像磁鐵一樣吸住鈾，可以有效地將這種放射性元素從飲用水中提取出來。

據了解，鈾可以從巖石中的天然沉積物，或核電站/采礦作業的廢料中滲入到水源中。一旦這種放射性元素進入水中，肉眼是看不見的，而且不需要很高的劑量就會開始對人類健康造成危害。

按照MIT研究人員的說法，氧化石墨烯泡沫非常適用于從水中吸出鈾，按照美國環保局EPA的標準，經過處理后的水在幾小時內就可以達到飲用級別。更妙的是，這種泡沫可以被清洗并重復使用多次，而且不會失去效率。

具體而言，為了讓這種材料發揮作用，首先需要將電荷送入泡沫。這會使周圍的水分裂并釋放出氫氣，從而增加該區域的pH值。這反過來會引起一種化學變化，將鈾離子吸引到泡沫的表面。研究小組發現鈾實際上正在結晶成一種以前未知的氫氧化鈾形式。

氧化石墨烯泡沫能夠捕獲大量的污染物，一旦收集到足夠多的污染物，只需簡單地倒轉電荷，使其滑脫，就可以很容易地將其清除。然后泡沫就可以重復使用了。

這項研究的首席研究員Ju Li表示，“每次使用時，我們的泡沫可以捕獲四倍于其自身重量的鈾，也就是每克材料實現4000毫克的鈾提取能力，這是比其他方法的一個重大改進。我們在可重復利用性方面也取得了重大突破，因為泡沫可以經歷7次清洗而不損失提取效率。”

該團隊表示，這種方法成本低，可以在水基礎設施的不同階段實施。此外，這種過濾器還可以針對鉛、汞和鎘等其他重金屬污染物進行改良。這項研究已發表在知名科學期刊《先進材料》雜志上。

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