Angew：低电压电化学介导Fe(II)氧化还原回收铀

纳米技术

2023-03-11

从海水或者废水中高效率的回收U元素受到人们的广泛关注，U是核能的重要能源，纳米还原性铁NRI（Nano-reduced iron）是具有前景的U吸附剂材料，还原性铁具有强还原性和优异的选择性，但是面临着动力学缓慢、再生性位点浓度较低等缺点。

有鉴于此，湖南大学王双印、王燕勇等报道通过电化学Fe(II)/Fe(III)氧化还原反应和提U结合，在超低的过电势（-0.1 V）对20 ppm UO₂(NO₃)₂的海水溶液进行高效率的U吸附。

本文要点

（1）

电化学提取U的容量达到456.37 mg/g，提取U的效率达到100 %，这种优异的电化学提取U性能是因为海水溶液中具有丰富的Cl离子，促进生成含氯中间体，从而提高Fe(II)生成Fe₂O₃和FeOOH，导致加快还原U(VI)，释放吸附位点M-OH，重新生成Fe(II)活性位点。

（2）

通过现场表征和拟现场表征技术研究反应机理，发现通过电化学还原反应能够持续生成Fe(II)催化位点，因此显著提高了电化学还原性能。这项工作为发展新型电催化介导反应和低能耗提取U的技术，有助于发展其他金属回收提供技术。

参考文献

Yanyong Wang, Yanjing Wang, Minglei Song, Siping Chen, Jianrong Wei, Jie You, Bo Zhou, Shuangyin Wang, Electrochemical-Mediated Regenerable Fe(II) Active Sites for Efficient Uranium Extraction at Ultra-Low Cell Voltage, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202217601

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202217601