石墨烯又有新用途！可吸附水中放射性元素

时间：2021-08-18 15:56:22 来源：科创板日报 作者：

众所周知，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面都具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料，几乎“无所不能”。

现在，麻省理工学院（MIT）的研究人员又发现了这种超常神奇材料的另一种用途，即用氧化石墨烯泡沫制作一个可重复使用的过滤器，像磁铁一样吸住铀，可以有效地将这种放射性元素从饮用水中提取出来。

据了解，铀可以从岩石中的天然沉积物，或核电站/采矿作业的废料中渗入到水源中。一旦这种放射性元素进入水中，肉眼是看不见的，而且不需要很高的剂量就会开始对人类健康造成危害。

按照MIT研究人员的说法，氧化石墨烯泡沫非常适用于从水中吸出铀，按照美国环保局EPA的标准，经过处理后的水在几小时内就可以达到饮用级别。更妙的是，这种泡沫可以被清洗并重复使用多次，而且不会失去效率。

具体而言，为了让这种材料发挥作用，首先需要将电荷送入泡沫。这会使周围的水分裂并释放出氢气，从而增加该区域的pH值。这反过来会引起一种化学变化，将铀离子吸引到泡沫的表面。研究小组发现铀实际上正在结晶成一种以前未知的氢氧化铀形式。

氧化石墨烯泡沫能够捕获大量的污染物，一旦收集到足够多的污染物，只需简单地倒转电荷，使其滑脱，就可以很容易地将其清除。然后泡沫就可以重复使用了。

这项研究的首席研究员Ju Li表示，“每次使用时，我们的泡沫可以捕获四倍于其自身重量的铀，也就是每克材料实现4000毫克的铀提取能力，这是比其他方法的一个重大改进。我们在可重复利用性方面也取得了重大突破，因为泡沫可以经历7次清洗而不损失提取效率。”

该团队表示，这种方法成本低，可以在水基础设施的不同阶段实施。此外，这种过滤器还可以针对铅、汞和镉等其他重金属污染物进行改良。这项研究已发表在知名科学期刊《先进材料》杂志上。

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