Dènyèman, yon ekip rechèch kolaborasyon ki te dirije pa Pwofesè Qiu Jieshan nan Beijing University of Chimik Teknoloji ak Pwofesè Wang Gang nan Dongguan University of Technology devlope yon materyèl electrocatalytic ak yon chemen konvèsyon doub. Materyèl sa a kapab byen ekstrè ak rekipere metal iranyòm ki gen anpil valè nan iranyòm-ki gen dlo ize, ekstrè plis pase twa fwa pwòp pwa li nan yon sèl ekstraksyon.
Nan 72 èdtan, materyèl la ka retire 98.4% nan iranyòm nan iranyòm-ki gen dlo ize, diminye konsantrasyon an iranyòm a 0.022 mg L⁻¹, satisfè nòm entènasyonal dlo pou bwè (0.03 mg L⁻¹). Eksperyans modilè te konfime ke 15.75 mg iranyòm ta ka ekstrè nan dlo anba tè nan 17 èdtan.
Enèji nikleyè se yon sous enèji enpòtan pou sipòte devlopman ekonomik ak sosyal. Iranyòm se yon materyèl kle pou jenerasyon enèji nikleyè. Sepandan, depo iranyòm fasil extrait sou Latè ap vin de pli zan pli ra, pandan ke dlo ize ki gen tras kantite iranyòm abondan, gaspiye resous ak polisyon anviwònman an. Materyèl elektwokatalitik ekip sa a devlope se yon kalite nanomateryèl roman ki kapab efikasman, rapidman, ak pwòp èkstraksyon iranyòm nan dlo.
(Sous: https://www.nature.com/articles/s41467-025-65932-4)
01 Yon materyèl elektwokatalitik bifonksyonèl ki kapab "mache sou de janm"
Dekouvèt sa a se nan konsepsyon yon fonksyon doub pou materyèl elèktrokatalitik sa a, bay li kapasite nan "mache sou de pye."
Materyèl elèktrokatalitik espesyal sa a yo te kreye se enjenyeu makonnen soti nan de materyèl: oksid inòganik tengstèn ak polypyrrole òganik la.
Ksid la tengstèn ap grandi nan yon fòm oursin lanmè, pandan y ap polypyrrole a, tankou yon kouch jele kondiktif, se respire kouvwi sou sifas la nan oursin lan.
Estrikti konpoze enjenyeu sa a bay nouvo materyèl elektwokatalitik sa a ak de gwo kapasite sa yo:
Kapasite nan premye se yon jaden elektrik entèn "eman."
Apre yo fin konbine oksid tungstèn ak polypyrrole, yon ti jaden elektrik entèn pwodwi ant yo. Jaden elektrik sa a aji tankou yon glisad elèktron direksyon, sa ki pèmèt elektwon yo koule pi san pwoblèm soti nan polypyrrole nan oksid tengstèn.
Kòm yon rezilta, sifas oksid tungstène vin pi abil nan kaptire ak donte iyon iranyòm ki chaje pozitivman, rapidman electroreducing yo tounen nan solid iranyòm. Senpleman mete, li fè electrocatalyst la pi atire iranyòm, kenbe li pi fèm, ak pousantaj rediksyon an pi vit.
Dezyèm kapasite a se pwòp tèt -pwodiksyon yon "precipitant."
Polypyrrole tèt li gen yon kapasite inik: li ka konplètman itilize oksijèn ki fonn nan dlo, ki estab pwodwi oksijene idwojèn -menm oksijene idwojèn yo itilize pou dezenfeksyon-ki baze sou yon reyaksyon rediksyon oksijèn de-elektron.
Sa enpòtan anpil paske oksijene idwojèn, lè li rankontre iyon iranyòm nan dlo, imedyatman sibi yon reyaksyon "klik chimi", jenere yon presipite solid jòn ki rele oksijene iranyòm.
Reyaksyon sa a se yon metòd endistriyèl ki byen etabli pou pirifye iranyòm. Nan fason sa a, elektwòd la pa sèlman atire iyon iranyòm, men tou imedyatman presipite yo kòm yon presipite jòn solid sou tèt li, konplètman separe yo ak dlo a.
De chemen sa yo-jaden elektrik-kondwi rediksyon elektwochimik ak oksijene idwojèn-kondwi presipitasyon chimik-gen yon efè sinèrji, tankou ekipe elektwokatalizè a ak yon motè doub, akselere anpil vitès la ak kantite total iranyòm ekstrè nan dlo.
(Sous: https://www.nature.com/articles/s41467-025-65932-4)
02 Ekstraksyon segondè, Ekstraksyon rapid, Rekonesans klè, Itilizasyon ki dire lontan -
Eksperyans yo te pwouve pèfòmans enpresyonan elektwokatalizè de-motè sa a:
Premyèman, li ekstrè yon gwo kantite. Pandan tès eksperimantal, pi gwo kapasite ekstraksyon li te rive nan 3,104 miligram iranyòm pou chak gram materyèl, prèske de fwa sa ki nan teknoloji dirijan aktyèl yo.
Dezyèmman, li ekstrè byen vit. Nan dlo oksijene, li ka retire plis pase 93% nan iranyòm nan nan 6 èdtan, prèske de fwa pi efikas pase nan yon sèl -motè, oksijèn- anviwònman san.
Dezyèmman, li montre selektivite ekselan; menm ak prezans nan iyon metal komen tankou sodyòm, kalsyòm, ak mayezyòm nan dlo a, materyèl la elektwòd ka toujou jisteman ak preferans kaptire iranyòm.
Finalman, li gen anpil lonjevite. Yon lave dou ak asid dilye fonn epi refè ti wòch jòn ki respekte materyèl electrocatalyst la. Materyèl elektwòd nan tèt li se solid ak ki estab, sa ki pèmèt pou omwen 20 reutilize ak nòmalman pa gen degradasyon pèfòmans.
Sa vle di materyèl fonksyonèl nano-elektrocatalyst sa a gen gwo kandida aplikasyon. Nan min iranyòm, pwosesis, ak tretman deche, teknoloji sa a ka efikasman refè iranyòm nan dlo ize, diminye dechè radyo-aktif ak resiklaj resous valab.
Ki jan yo ka retire iranyòm ekonomikman ak efikasman nan gwo kantite dlo lanmè se yon defi ki te long-. Teknoloji efikas, ki ba -enèji devlope pa Pwofesè Qiu Jieshan ak ekip Pwofesè Wang Gang la bay yon nouvo apwòch pou devlopman nan lavni resous iranyòm maren yo.
Anplis de sa, aplikasyon li nan trete iranyòm-dlo anba tè ki kontamine ka asire sekirite dlo ak sante ekolojik.
(Sous: https://www.nature.com/articles/s41467-025-65932-4)
Konsènan plan pou lavni, Pwofesè Qiu Jieshan te di DeepTech, "Ekip nou an pral kolabore sere sere ak enstitisyon rechèch ki pi wo yo ak savan nan nivo domestik ak entènasyonal, lè l sèvi avèk teknik avanse nan-situ karakterizasyon pou revele pwofondman relasyon estrikti-aktivite materyèl elèktrokatalitik fonksyonèl sa yo ak mekanis transpò ak amelyore evolisyon espès materyèl sa yo pèfòmans ekstraksyon iranyòm."
Nan entèvyou a, li te anvizaje tou gwo kandida aplikasyon materyèl fonksyonèl, espesyalman materyèl kabòn fonksyonèl, nan separasyon gaz, depo enèji, ak kataliz, patikilyèman nan aplikasyon ki nesesè ijan pa nasyon an, tankou materyèl segondè -pèfòmans depo enèji ak aparèy, desalinasyon dlo lanmè, ak elektwoliz dlo pou pwodiksyon idwojèn makonnen ak manifakti chimik entèlijan. Nan domèn sa yo, materyèl kabòn fonksyonèl, akòz estrikti inik yo ak pwopriyete yo, pral jwe yon wòl enpòtan.