南华大学彭国文团队在高效铀提取领域取得重要突破

红网时刻新闻4月8日讯（通讯员 伍资姿）近日，南华大学资源环境与安全工程学院彭国文教授团队与曾庆意教授团队合作，在国际权威期刊Journal of Hazardous Materials发表最新研究成果，提出一种高效、稳定且可持续的铀提取技术方案，为放射性废水修复与海水提铀产业发展提供了全新技术路径，助力核能可持续发展。

铀作为核能发展的核心原料，其高效提取与回收对保障能源安全、推动绿色低碳发展具有重要意义。当前，海水提铀和放射性废水修复面临吸附容量低、选择性差、成本高、稳定性不足等技术难题，制约了相关领域的产业化推进。针对这一痛点，研究团队设计并制备了一种新型光敏性复合膜（4PE-TT-CNCM1），通过在羧化纳米纤维素表面原位生长光响应性共价有机框架（COF），实现了铀提取性能的大幅提升。

图文摘要

该复合膜凭借独特的结构设计，展现出优异的综合性能：无需任何牺牲剂，吸附容量高达902.6 mg·g⁻¹，对铀的选择性极强（Kd = 2.1×10⁵mL·g⁻¹），同时具备100%的抗菌性能，可有效抑制大肠杆菌、绿脓杆菌滋生，即便在细菌存在的情况下，铀去除效率仍能稳定在96%以上。经过5次循环使用后，其铀去除效率依旧超过90%，且单件制造成本仅1.557美元，兼具高效性与经济性。

性能测试与实际应用验证表明，该复合膜适应性极强，在pH 4-10的宽范围环境中，铀去除效率均保持在90%以上；即便在共存离子浓度高于铀浓度100倍的复杂体系中，仍能精准提取铀。团队搭建膜集成流通过滤系统，进一步验证其实际应用价值：从天然海水中的铀提取率达87.9%，从实际废水中的提取率达91.3%，处理后的废水铀浓度低于美国环保署规定的排放限值，展现出广阔的工程应用前景。

机理研究显示，该复合膜通过“协同配位络合+光催化还原”双重作用实现高效铀提取：一方面，膜表面的亲铀官能团与铀离子形成配位结合，实现精准吸附；另一方面，在光照条件下，膜材料产生光生电子，将吸附的铀离子还原为稳定沉淀，同时有效抑制电子-空穴复合，实现吸附与还原的协同增效，破解了传统铀提取技术效率低、稳定性差的难题。