新型掺钕材料可帮助从海水中提取铀

新型掺钕材料可帮助从海水中提取铀随着地球开始缓慢远离碳基燃料来源，替代能源开始脱颖而出。虽然太阳能、风能和水力发电技术往往在这个领域抢尽风头，但核能仍然是一个强大的竞争者。事实上，2017年，它贡献了世界能源产量的约10%，2022年，8吉瓦的新增核电并入全球电网。核能发电的关键是铀，这种元素仅在少数国家的陆地上发现，随着核电站的激增，这些国家的地下供应将继续减少。然而，水下补给却并非如此。据估计，世界海洋中的元素含量约为45亿吨，而陆地上的元素含量仅为约600万吨。这足以在全球范围内产生数千年的电力。然而，回收所有铀已被证明很棘手，因为它在海水中的浓度极低。橡树岭国家实验室的科学家们在掺有偕胺肟化学基团的纤维上取得了早期成功，这种化学基团对铀有亲和力。斯坦福大学的研究人员后来给纤维通电，从而捕获了更多的放射性元素。最近，太平洋西北国家实验室能够用一种特殊类型的丙烯酸纱线从海水中提取出5克黄饼（一种铀粉末）。尽管如此，这些方法仍不足以以工业规模收获铀，而这对于世界各地的核电站来说是必需的。试图找到一种可以捕获铀而不捕获其他海基元素的材料一直是一个挑战。为了克服这些困难，澳大利亚核科学技术组织（ANSTO）、新南威尔士大学和其他同事的研究人员转向了层状双氢氧化物（LDH）。这些相对容易制造的材料由带正电和带负电的离子层组成。研究小组在这些LDH中掺杂了各种化学物质，包括钕、铽和铕，将它们浸泡在海水中，并使用X射线吸收光谱的强化成像分析结果。研究人员发现，当钕与LDH结合时，所得化合物能够从海水中捕获超过10种其他更丰富元素的铀。其中包括钠、钙、镁和钾，其含量大约是铀的400倍。研究人员表示，这种选择性以及生产掺杂LDH材料的低成本大大有助于从海水中大规模收获铀的可能性。研究人员在这项研究中写道：“这些发现表明，LDH的掺杂工程提供了一种简单、有效的方法来控制选择性并生产能够挑战分离（例如从海水中提取铀）的吸附剂。”该研究已作为封面故事发表在能源进展杂志。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389579.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389579.htm

科学家发明从橄榄油加工废料中提取抗氧化剂的新技术

科学家发明从橄榄油加工废料中提取抗氧化剂的新技术纯化前的橄榄废料抗氧化提取物在工艺开始时，橄榄废料和残留的橄榄加工废水被放入离心机中。然后，这些材料被快速旋转并分离成固体和液体成分，后者通过一个"吸收器"收集抗氧化剂。吸收器由100%可生物降解的专利物质制成，可多次更新和重复使用，最终用作肥料。从吸收器中取出后，粘稠的抗氧化剂提取物颜色较深，味道较苦。因此需要经过几个净化步骤，才能使其更适合用于嫩肤化妆品或保健食品等产品。根据计划，盖娅科技公司将与欧洲小国圣马力诺的一家农业合作社合作，在一个试点项目中试用这项技术。如果该项目取得成功，莱因哈特和合作伙伴可能会考虑将该技术应用于其他类型的农业废弃物，如咖啡和可可生产过程中产生的废弃物。莱因哈特说："我想找到一种重新利用农业废弃物的方法，以支持可持续的循环经济。一瓶橄榄油产生的废弃物相当于四瓶橄榄油。"另外一个有趣的现象是，法国穆尔豪斯材料科学研究所的科学家们已经设计出一种将橄榄油厂废水转化为生物燃料、肥料和清洁水的工艺。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378787.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378787.htm

45亿吨储量 核电无限续航 中核集团最大海水提铀海试平台亮相

45亿吨储量核电无限续航中核集团最大海水提铀海试平台亮相现场试验是关系到海水提铀技术能否成功的关键一环。目前，国内仅有少数单位开展了海水提铀现场试验。海试平台位于海南省昌江黎族自治县海尾镇海域，由框架系统和锚固系统组成，框架系统采用国内先进的抗风浪浮动式网箱专利技术，由八个8米x8米的浮动网箱连接组成，设计可抵抗6级海况，面积约600平方米。中核集团海水提铀试验平台是我国最大海水提铀试验平台，具备开展真实海洋情况下的材料验证与放大实验能力，后续，该平台将面向海水提铀技术创新联盟成员单位开放使用。未来，该平台将与中核集团海水提铀研究试验中心、国际交流中心共同组成“两个中心，一个平台”的海水提铀科研基地，打造形成世界领先的海水提铀原创技术高地。海水中铀蕴含量约45亿吨，技术瓶颈一旦突破，将实现核工业发展的“无限续航”。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360575.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1360575.htm

一种新的简单工艺可以从海水中提取有价值的化合物

一种新的简单工艺可以从海水中提取有价值的化合物这种方法对一个古老的过程提供了一个新的技巧。在20世纪中期，化学公司通过将海水与氢氧化钠（通常称为碱液）混合，成功地从海水中制造出镁原料。由此产生的氢氧化镁盐可以被加工成金属镁。然而，这个过程会产生复杂的镁和钙盐混合物，很难分离，而且成本很高。最近的这项工作产生了纯镁盐，使加工过程更加有效。PNNL化学家和华盛顿大学材料科学与工程系副教授ChinmayeeSubban说："通常情况下，人们通过开发更复杂的材料来推进分离研究，这项工作是如此令人兴奋，因为我们采取了一种完全不同的方法。我们发现了一个简单的过程，它是有效的。当规模扩大时，这个过程可以通过产生初级原料帮助推动美国镁生产的复兴。我们周围有一个巨大的、蓝色的、未开发的资源。"来自PNNL-Sequim园区的海水为这个研究项目提供了支持从塞基姆海水到固体盐Subban和该团队使用来自PNNL-Sequim园区的海水测试了他们的新方法，使研究人员能够利用华盛顿州各地的PNNL设施。"作为一名海岸科学工作人员，我只是给我们Sequim化学小组的一名成员打电话，要求提供海水样本，"Subban说。"第二天，我们有一个冷却器被送到我们在西雅图的实验室。在里面，我们发现了冷敷袋和一瓶冰镇的塞奎姆海水。这项工作代表了PNNL的里奇兰、西雅图和塞奎姆校区之间可以发生的合作。"在层状共流法中，研究人员将海水与含有氢氧化物的溶液一起流动。含镁的海水迅速反应，形成一层固体氢氧化镁。这层薄薄的东西对溶液的混合起到了阻碍作用。PNNL博士后研究员QingpuWang说："流动过程产生的结果与简单的溶液混合有很大的不同。最初的固体氢氧化镁屏障阻止了钙与氢氧化物的相互作用。我们可以选择性地生产纯固体氢氧化镁，而不需要额外的纯化步骤。"这个过程的选择性使其特别强大。产生纯净的氢氧化镁，没有任何钙的污染，使研究人员可以跳过能源密集型和昂贵的纯化步骤。未来的可持续性这种新的温和工艺有可能是高度可持续的。例如，用于提取镁盐的氢氧化钠可以利用海水和海洋可再生能源现场生成。去除镁是海水淡化的一个必要预处理步骤，将新工艺与现有技术相结合，可以使海水变成淡水变得更容易、更便宜。该团队的工作是层状共流法在选择性分离中的首次展示。这种新方法有许多额外的潜在应用，但需要做更多的工作来了解该过程的基本化学成分。这一知识差距为推动蓝色经济的发展提供了新的可能性和研究方向。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335321.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335321.htm

科学家展示可直接从空气中提取二氧化碳的新型碳捕集方法

科学家展示可直接从空气中提取二氧化碳的新型碳捕集方法随着全球社会逐步实现工业生产的去碳化，不仅要防止大气中产生新的碳，还要提取已经存在的二氧化碳。传统的碳捕集侧重于在重碳工艺中从排放点收集二氧化碳，而"直接空气捕集"（DAC）则是在一般大气条件下提取碳。这种方法在应对气候变化的斗争中变得越来越重要，特别是随着我们对化石燃料依赖的减少，从源头捕集碳的必要性也在降低。利用湿度技术，科学家们发现了几种有助于低能耗碳封存的新离子。美国西北大学的最新研究展示了一种从周围环境条件中捕捉碳的新方法，该方法研究了系统中水和二氧化碳之间的关系，为"湿度摆动"技术提供了参考，该技术在低湿度时捕捉二氧化碳，在高湿度时释放二氧化碳。这种方法结合了创新的动力学方法和多种离子，几乎可以从任何地方去除碳。这项研究最近发表在《环境科学与技术》杂志上。该研究的资深作者、西北大学的VinayakP.Dravid说："我们不仅扩大和优化了碳捕集离子的选择，还有助于揭示复杂的流体-表面相互作用的基本原理。这项工作推进了我们对DAC的集体理解，我们的数据和分析为理论家和实验家进一步改进实际条件下的碳捕集提供了强大的动力。"德拉维德是西北大学麦考密克工程学院材料科学与工程系亚伯拉罕-哈里斯教授，也是国际纳米技术研究所全球倡议主任。博士生约翰-赫加蒂（JohnHegarty）和本杰明-辛德尔（BenjaminShindel）是论文的共同第一作者。辛德尔说，论文背后的想法来自于利用环境条件促进反应的愿望。"我们喜欢湿摆式碳捕集，因为它没有明确的能源成本，尽管对一定量的空气进行加湿需要一定的能量，但理想情况下，你可以'免费'获得湿度，在能量上可以依靠一个天然的干湿空气库相邻的环境"。新离子促进了碳捕获。资料来源：德拉维德实验室/西北大学该研究小组还扩大了用于使反应成为可能的离子数量。约翰-赫加蒂说："我们不仅将能够实现理想的湿度碳捕获的离子数量增加了一倍，而且还发现了迄今为止性能最高的系统。"近年来，湿度摆动捕集技术已经开始兴起。传统的碳捕集方法使用吸附剂在源点位置捕集二氧化碳，然后利用热量或产生的真空将二氧化碳从吸附剂中释放出来。这种方法的能源成本很高。传统的碳捕集方法会紧紧抓住二氧化碳，这意味着需要大量能源才能将其释放并重新利用。这种方法也不是在所有地方都适用。例如，农业、混凝土和钢铁制造商是主要的排放源，但它们的占地面积很大，因此不可能从单一来源捕集碳。较富裕的国家应努力将排放量降到零以下，而更依赖碳经济的发展中国家则应减少二氧化碳的生产。另一位资深作者、化学教授奥马尔-法尔哈（OmarFarha）在探索金属氧化物框架（MOF）结构在二氧化碳捕集和封存等多种应用中的作用方面拥有丰富的经验。"DAC是一个复杂的多方面问题，需要跨学科的方法，"Farha说。"我对这项工作的欣赏之处在于对复杂参数进行了详细而仔细的测量。任何提议的机制都必须解释这些错综复杂的观测结果。"过去的研究人员一直专注于碳酸根离子和磷酸根离子来促进水分摆动捕获，并对这些特定离子有效的原因提出了具体的假设。但德拉维德的研究小组希望测试更广泛的离子，观察哪些离子最有效。总的来说，他们发现价态最高的离子--主要是磷酸盐最有效，于是他们开始寻找多价离子，排除了一些离子，并找到了对这种应用有效的新离子，包括硅酸盐和硼酸盐。研究小组相信，未来的实验加上计算建模将有助于更好地解释为什么某些离子比其他离子更有效。目前已经有公司致力于将直接空气碳捕集商业化，利用碳信用额激励公司抵消排放。许多公司捕捉的是通过改变农业生产方式等活动已经捕捉到的碳，而这种方法可以明确地直接从大气中封存二氧化碳，然后将其浓缩并最终储存或再利用。德拉维德的团队计划将这种二氧化碳捕集材料与他们早先开发的多孔海绵平台结合起来，以清除包括石油、磷酸盐和微塑料在内的环境毒素。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388409.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388409.htm

科学家研发出用于去除水中雌激素的"毛状"磁性铁锈颗粒

科学家研发出用于去除水中雌激素的"毛状"磁性铁锈颗粒这些分子像毛发一样从球体表面伸出。通过在这些毛发的末端结合不同的化合物，可以使它们吸附不同类型的水性污染物。氧化铁颗粒本身具有超顺磁性，这意味着它们会被磁铁吸引，但不会相互吸引。这种特性使它们不会凝结在一起--因此它们可以被彻底混入被污染的水中--同时也使得随后只需用磁铁在液体中旋转，就能将它们从水中清除。当智能铁锈纳米粒子从水中被取出时，它们会带走吸附的污染物。甚至还可以随后将污染物从颗粒中释放出来，这样前者就可以安全地处理掉，而后者则可以重新利用。在以前的实验室测试中，智能铁锈曾被用来去除水样中的原油、微塑料颗粒和除草剂草甘膦。最近，埃尔兰根-纽伦堡的研究生卢卡斯-穆勒（LukasMüller）想知道，这项技术是否也能用于去除天然和合成雌激素。由于雌激素分子由带有轻微负电荷的大型类固醇体组成，他在智能铁锈颗粒上涂上了两种分子。其中一种带有特别长的"毛发"，而另一种则带正电荷。当这些分子在氧化铁球表面结合时，就会形成许多捕获雌激素的口袋。在对添加了雌二醇（最强效的雌激素）的水进行测试时，这种新型智能铁锈成功地从水中清除了这种激素。现在，进一步的研究将探索这项技术在实际条件下的效果如何，以及这种微粒可以重复使用多少次。由MarcusHalik博士领导的这项研究的全部结果将于本周在美国化学学会秋季会议上公布。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377531.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377531.htm