西南科技大学竹文坤与陈涛等学者合作发表Applied Catalysis B: Environmental（IF=22！）：界面耦合诱导的内置电场加速了Co3O4@FeOx纳米片阵列上的电辅助铀提取
论论资讯 ｜ 2024-04-21 ｜
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Applied Catalysis B: Environmental
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Interface coupling induced built-in electric fields accelerate electro-assisted uranium extraction over Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@FeO<sub>x</sub> nanosheet arrays
Zhou L.; Li Y.; Shao Y.; Li J.; Wu G.; Li Q.; Gong X.; Lian J.; Cui X.; Zhu W.; Chen T.
Published：2024-09-15
DOI：10.1016/j.apcatb.2024.124052
研究背景
社会对环境保护和资源利用的关注日益增加，但铀提取过程中存在的技术难题一直困扰着研究者。如何高效、环保地提取铀成为当前研究领域的热点问题。
研究内容
最近一篇发表在《应用催化B：环境》期刊上的论文，介绍了一项关于利用新型材料进行电辅助铀提取的研究。研究人员设计了一种无需粘结剂的自支撑电催化剂——Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@FeO<sub>x</sub>纳米片阵列，用于从含氟铀废水中提取铀。通过自洽能带计算和原位开尔文探针力显微镜分析，研究发现Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@FeO<sub>x</sub>形成的p-n异质结构产生了精心设计的内置电场，促进铀的界面积聚，并加速铀的电还原动力学。因此，Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@FeO<sub>x</sub>在含氟铀废水中表现出显著的U(VI)提取能力（>95%）。通过XAFS光谱，发现自由的尿素离子被Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@FeO<sub>x</sub>上的M-O-H所捕获，形成牢固的2 O<sub>ax</sub>-1 U-3 O<sub>eq</sub>结构，证实了铀和氟的电驱动分离。此外，DFT计算表明M-O-H的存在增强了铀物种的吸附能，从而提高了铀提取效率。
研究意义
这项研究的创新之处在于利用界面耦合诱导的内置电场，加速了电辅助铀提取过程。新型材料Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@FeO<sub>x</sub>的设计为解决含氟铀废水处理问题提供了新思路，有望在环境保护和资源回收方面发挥重要作用。
这篇引人深思的研究为我们展示了纳米材料在环境领域的潜力，也为我们提供了一种新的思路，希望未来能有更多的研究能够进一步完善这一技术，为环境保护事业贡献力量。
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