Впервые изученная ультраэффективная методика позволила изучить волокна полимеров, способные улавливать уран из морской воды. Результаты эксперимента могут заставить исследователей разработать более эффективные методы извлечения урана, который потенциально может выступать в качестве топлива для АЭС, из окружающей среды.
Исследование, проведенное в лаборатории Картера Абни (Carter Abney), показывает, что полимерные адсорбирующие материалы, связывающие уран, ведут себя не так, как до настоящего времени предполагали исследователи – эту информацию удалось получить с помощью спектроскопии тонкой структуры спектра рентгеновского поглощения, выполненной на усовершенствованной установке синхротронного излучения (расположена в Аргоннской национальной лаборатории США).
Рисунок из Energy Environ. Sci. (2016). DOI: 10.1039/C5EE02913A
По словам Абни, несмотря на низкие концентрации урана в морской воде, а также большое количество других металлов, сопутствующих урану, в ходе исследования удалось изучить локальное окружение атома урана и лучше понять механизм его связывания с волокнами полимера.
К изумлению исследователей, спектр полимерных волокон после контакта с морской водой значительно отличался от спектра, который они предсказывали на основании изучения спектров низкомолекулярных соединений и компьютерного моделирования. Исследователи сделали вывод, что традиционные подходы переноса свойств близких по структуре низкомолекулярных соединений на макромолекулы и полимеры просто не работают. По словам Абни, необходимо изучить системы в большем масштабе, а также использовать для предсказания их свойств более мощные компьютерные системы и более сложные расчетные модели.
Исследователь полагает, что такой анализ потребует значительных затрат времени и, возможно, разработки новых подходов. Так, невозможность применения к изученным системам классических представлений о соотнесении свойств высоко- и низкомолекулярных соединений обуславливается, например, тем фактом, что атом урана связывается не с отдельной амидоксимовой группой – несколько амидоксимовых фрагментов кооперативно связываются с уранил-катионом. В этом кооперативном связывании уже не могут участвовать ионы других металлов.
В перспективе Абни с коллегами планирует использовать полученную информацию для разработки адсорбентов, которые могли бы стать подспорьем для добычи урана, растворенного в морской воде, поскольку ожидаемый экономический эффект от такой технологии сложно оценить.
Источник: Energy Environ. Sci. (2016). DOI: 10.1039/C5EE02913A
ЗАО "Союзхимпром" более 15 лет работает в области комплексного оснащения химических и эколого-аналитических лабораторий, предприятий разного профиля, государственных служб охраны окружающей среды и санитарного контроля Урала, Сибири и Дальнего Востока.Все что Вам нужно. Основное преимущество новосибирского ЗАО "Союзхимпром" — комплексность поставки.