Lachin gen anpil resous Eau tankou lak sèl ak dlo lanmè, ak Eau sa yo gen konsiderab eleman estratejik tankou iranyòm ak ityòm. Devlopman efikas resous sa yo ka pa sèlman amelyore pousantaj oto-sifizans nan matyè premyè kle, men tou, gen enpòtans enpòtan pou sekirite nasyonal estratejik.
Sepandan, teknoloji ekstraksyon tradisyonèl fè fas a gwo defi akòz pri segondè li yo, gwo konsomasyon enèji, ak polisyon grav, epi ijan bezwen inovasyon teknolojik. Nan contrast, teknoloji separasyon manbràn te vin tounen yon solisyon potansyèl nan pwoblèm ki anwo yo ak avantaj li yo nan selektivite segondè, enpak anviwònman ki ba ak konsomasyon enèji ki ba.
Nwayo a nan teknoloji separasyon manbràn manti nan rechèch la ak devlopman nan manbràn separasyon. Sepandan, manbràn separasyon tradisyonèl yo sitou konte sou tès depistaj gwosè pò, ki fè li difisil pou reyalize separasyon iyon idrate nan gwosè menm jan an.
Kòm yon manbràn separasyon émergentes, manbràn ki genyen de dimansyon gen gwo potansyèl aplikasyon nan jaden an nan iyon ak separasyon molekilè akòz espas interlayer kontwole yo ak fasil fonksyonalize inite atomik sèl.
Sepandan, espas transfè mas interlayer nan manbràn ki genyen de dimansyon twò piti (nivo sub-nanomètr), ak realizasyon an nan kontwòl sub-nanomèt pò egzak ak modifikasyon fonksyonèl toujou ap fè fas a gwo defi.
Ki baze sou background ki pi wo a, Pwofesè Chen Ximeng ak ekip chèchè Li Zhan ki soti nan Sant Syans Rare Isotope Frontier nan Ministè Edikasyon Lanzhou University te pwopoze yon seri estrateji pou kontwòl gwosè a ak modifikasyon fonksyonèl nan chanèl transfè mas manbràn ki genyen de dimansyon, ak fè pwogrè enpòtan nan domèn idantifikasyon egzat ak separasyon efikas nan iranyòm ak ityòm nan sistèm Eau konplèks. Reyalizasyon sa yo pa sèlman bay nouvo teknoloji pou fè ekstraksyon èstratejik resous iranyòm ak ityòm, men tou ankouraje sekirite enèji mondyal ak dirab anviwònman an.
Nouvo pwogrè nan ekstraksyon iranyòm nan dlo lanmè ak manbràn bioengineered ki genyen de dimansyon
Ekip rechèch la mete Escherichia coli modifye ak super uranyl obligatwa pwoteyin (SUP) nan yon kouch de dimansyon (2D) MXene (Ti3C2TX), epi li devlope yon "liv-tankou estrikti" de dimansyon manbràn konpoze multifonksyonèl atravè yon presyon-tandans pwòp tèt ou. -pwosesis asanble, ki te reyalize idantifikasyon egzat ak separasyon efikas nan iyon uranyl nan dlo lanmè.
SUP bay manbràn ibrid bio-inòganik yon selektivite ultra-segondè pou iyon uranyl, pandan y ap Enjenieri Escherichia coli amelyore fòs mekanik ak ekonomi manbràn an. Rezilta eksperimantal yo montre ke manbràn reyalize idantifikasyon egzat nan iyon uranyl ak ekselan pèfòmans tès depistaj ion (SFU/V≈43, SFNa/U≈158).
Pèfòmans ekselan separasyon ak tès estabilite siklik pwouve potansyèl aplikasyon endistriyèl manbràn lan. Rezilta rechèch sa a te pibliye nan pi popilè jounal Nano Lèt nan Sosyete Chimik Ameriken an nan Novanm 2024, ki gen tit "Kouch Bio-Inòganik MXene Membranes: A Green Approach for Iranium Extraction from Seawater Using Genetically Modified E. coli". Mèt etidyan Mao Xiaonan se premye otè papye a, ak Li Zhan, yon chèchè nan Frontier Science Center of Rare Isotopes nan Lanzhou University, ak Tian Longlong, yon jèn chèchè, se ko-korespondan otè papye a.
Manbràn konpoze multifonksyonèl ki genyen de dimansyon ede nouvo teknoloji pou fè ekstraksyon ityòm nan lak sèl
Ekip rechèch la te itilize efè sinèrjetik ant metal yo pou devlope yon nouvo kalite manbràn konpoze bimetalik òganik (MOF)/grafèn oksid (GO) ant kouch grafèn oksid. Sa vle di, 2-methylimidazole yo entwodui nan kouch oksid grafèn nan tanperati chanm, ak Lè sa a, Zn2+ ak Co{2+ yo kaptire pa nanosheets oksid grafèn epi fòme lyezon kowòdinasyon solid ak ligand imidazol. , reyalize sentèz in-situ ZIF-8 ak ZIF-67 nan kouch grafèn nan oksid.
Travay sa a sitou klarifye nouvo estrateji nan sentèz chanèl etewojèn lateral atravè estrateji echanj ion nan espas ki genyen de dimansyon sub-nano epi sèvi ak li pou ekstraksyon ityòm soti nan lak sèl reyèl, ak faktè separasyon li yo pou ityòm ak mayezyòm ka rive nan 191. Manbràn inovatè sa a. materyèl pa sèlman amelyore kapasite ekstraksyon ityòm, men tou, simonte anpil enpèfeksyon nan teknoloji ki egziste deja, bay yon solisyon zenk pou fè ekstraksyon dirab nan resous ityòm soti nan. lak sale.
Rezilta rechèch sa a te pibliye nan jounal Sosyete Chimik Ameriken Nano Letters anba tit "2D Membranes Interlayered with Bimetallic Metal-Organic Frameworks for Itium Separation from Brines". Yuan Furong, yon etidyan metriz ki fòme ansanm pa Lanzhou University ak Enstiti Qinghai Salt Lakes, Akademi Syans Chinwa a, se premye otè papye a, ak Peng Jiaoyu, yon chèchè asosye nan Enstiti Qinghai Salt Lakes, ak Li Zhan. , yon chèchè nan Frontier Science Center of Rare Isotopes nan Lanzhou University, se ko-korespondan otè.
Anplis de sa, ekip rechèch la tou te fèt yon nanosheet ZnFe2O4 / ZnO ki mouye epi li entegre li nan chanèl entèrlayer sub-nano reglemante pa Ag +, ki fòme yon estrikti inik chanèl etewojèn ki genyen de dimansyon.
Nan kanal sa a, atòm oksijèn pote chaj negatif ak kominike fòtman ak iyon mayezyòm ak dansite chaj segondè, kidonk ak presizyon "bloke" iyon mayezyòm, pandan y ap iyon ityòm ka pase byen vit. Mekanis sa a diferan de mekanis repouse tradisyonèl chaj sifas la, ki sèlman depann sou efè repouse chaj sou sifas manbràn, pandan y ap mekanis bloke chaj la gen pi wo selektivite lè li reyalize presi iyon presi nan estrikti a entèr.
Rezilta rechèch yo te pibliye nan Advanced Science anba tit "Fine-Tuning 2D Heterogeneous Channels for Charge-Lock Enhanced Lithium Separation from Brine". Elèv doktora Hao Yaxin se premye otè papye a, ak chèchè Li Zhan nan Sant Syans Rare Isotope Frontier nan Lanzhou University se otè korespondan papye a.
Pwofesè Chen Ximeng ak Pwofesè Wu Wangsuo bay sijesyon enpòtan amelyorasyon pou travay ki anwo a. Travay ki pi wo a te dirije pa Sant Syans Rare Isotope Frontier nan Lanzhou University, ak Enstiti Qinghai nan Salt Lakes nan Akademi Chinwa Syans ak Qinghai Nasyonalite Inivèsite te bay gwo sipò pou travay sa a. Travay rechèch ki anwo a te finanse pa Pwogram Nasyonal R&D kle, Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl Lachin nan, ak Lanzhou Inivèsite Santral Inivèsite Debaz rechèch biznis depans kwa-ekip Pwojè.
[Lyen atik]
Nano Lèt: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c04709
Nano Lèt: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.4c04040
Syans avanse: https://doi.org/10.1002/advs.202406535