MoS2/八面体Fe3O4复合界面催化电化学海水提铀的性能与机理研究 - 吕莹童; 刘旺; 朱波明; 程儒; 吴旭东; 刘欢欢; 何嵘 (核化学与放射化学, 2024)
TL212%TQ426; 电化学海水提铀是一种可持续补充核燃料的有效策略,但由于海洋中铀的浓度极低(铀质量分数为3.3x10-9)与复杂的环境干扰,高活性电催化剂的合理设计仍然是一个挑战.本工作提出界面键合策略,通过简单水热法制备MoS2/八面体Fe3O4复合材料,通过X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电镜(HRTEM)等一系列表征,表明成功将八面体Fe3O4的{2 2 2｝晶面与MoS2的｛0 0 2｝晶面进行键合.在模拟溶液中,经过7h的电化学提取,铀提取效率可以达到96％.同时,共存离子下的铀提取实验结果表明,MoS2/Fe3O4对铀具有良好的选择性和对共存离子的抗干扰性.在10L天然海水中进行电化学提取,提取到27.2 μg的铀,提取容量为5.44 mg/g.通过对催化剂与提铀性能之间构效关系的研究,验证了界面键合面向电化学海水提铀的可行性.机理探究揭示了界面键合策略对降低Fe3O4的电荷转移电阻、提高电子在界面处的转移速率与Fe3O4的循环稳定性的促进作用,对电化学海水提铀的催化剂设计与开发提供了思路.