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先进海洋材料协创中心研发海水提铀新材料
发布时间:2014-11-18 21:12:47 | 来源: | 作者:唐晓伟 阴浩

    海洋除了可以为人类提供品种丰富、数量巨大的食物、常规矿产资源外,还可以为人类提供重要的核电原料——铀。日前,“先进海洋材料协同创新中心”的海水提铀纳米功能材料创新团队研发出高效海水提铀新材料,通过酯化与聚合反应对某种植物纤维进行表面改性,研发出高吸附容量、高选择性的铀吸附剂,并攻克了铀的吸附、脱附与分离纯化一体化的提取技术难题。
    据该中心牵头单位哈尔滨工程大学教授、该项目负责人王君介绍,在模拟海水的实验条件下,该吸附剂对铀酰离子的吸附容量高达3毫克/克。研究成果使海水提铀向产业化时代迈出了重要一步,并引发了国际关注。
    该团队经过4年研究,已发表科学引文索引(SCI)文章20余篇,在“海水提铀”基础研究方面处于国内领先地位。其研发的铀吸附剂不仅可吸附海洋低浓度铀,对核循环中核废液里的高浓度铀的回收也同样有作用。
    铀是重要的核电原料,而我国陆地铀资源匮乏。铀资源的存储量关系到我国核电的可持续发展。全球海水中,铀的总量高达45亿吨,被公认为是核电的未来。但与其他海洋化学资源相比,铀资源的浓度更低,如钠、钾、钙、镁等的浓度都远远高于铀浓度,且铀资源的提取难度更高。因此,用于提取铀的萃取剂或吸附剂必须对铀具有极高的萃取或吸附能力和选择性。经济性地制备高效率、高选择性和稳定耐用的提取剂是实现大规模海水提铀的关键。海洋提铀技术涉及化学、材料、核能、海洋等多学科,尤其是需要海洋提取实践经验和分离纯化技术。这些原因使海水提铀的成本远高于陆地铀的开采成本。
    日本、美国等国在海水提铀领域的研究起步较早、水平较高。当前标准的海水提铀技术由日本研发。据日本科学家测算,提取每千克陆地铀的成本是1.5万日元,而提取每千克海水铀的成本是3万日元。科学的发展使海水提铀的成本逐渐降低,使其成为一种很有前景的非常规核燃料供应来源。
    先进海洋材料协创中心依托哈工程大办学特色,以“三海一核”对新材料需求为导向,结合黑龙江省材料和装备制造业的特色和优势开展工作,充分体现了面对国家海洋战略需求、面对海洋新材料的产业需求、面对黑龙江省将新材料作为经济发展重点的需求,旨在在船舶与海洋工程轻量化材料、防腐防污材料、海水中核燃料提取等领域形成若干代表国家最高水平、具备国际竞争力的创新团队;培育具有国际水准的研发机构和产学研用融合发展的成果转化平台;加强基础研究、应用研究、成果转化的有效结合,加快产学研用一体化进程。

 

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