中科院青岛能源所研发新型复合提铀材料 实现海水提铀经济高效突破

2026-09-06 08:34:42来源：互联网

9月2日，记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所了解到，该所科研团队近期在海水提铀材料领域取得关键技术突破，通过创新分子设计思路制备的新型复合提铀材料，为海水提铀的规模化、经济化应用打开了新空间。

铀是支撑核电产业发展的核心原料，其稳定供给直接关系到清洁能源产业的可持续发展。长期以来，海水提铀被视为拓展铀资源供给的重要方向，但传统提铀材料普遍存在吸附选择性差、制备及回收成本高、耐海水腐蚀能力弱等问题，导致海水提铀技术始终难以实现规模化落地。如何研发出兼具高吸附效率、高选择性与低成本的提铀材料，一直是全球海水提铀领域的核心攻关方向。

本次研发中，科研团队打破传统多孔材料的设计局限，首次将离散分子拓扑设计理念融入多孔有机笼体系的构建过程，成功合成出一种带有磷酸功能基团的新型材料PhosCage。这种材料通过精准的分子结构调控，能够精准识别海水中的铀离子并快速结合，同时对海水中常见的钠、镁等杂质离子吸附率极低，大幅提升了提铀过程的选择性与效率。与传统材料相比，PhosCage的铀吸附容量提升显著，且材料本身的制备成本更低，为后续的规模化应用奠定了坚实基础。

为进一步提升材料的实际应用性能，团队还将PhosCage与芳纶纳米纤维进行复合加工，制备出一种兼具高选择性、高强度与易回收特性的复合提铀材料。芳纶纳米纤维的加入，不仅增强了材料的机械强度与耐海水腐蚀能力，还解决了单一多孔有机笼材料在实际海水环境中易分散、难回收的问题，大幅降低了材料的损耗成本与回收难度。经过测试，这种复合材料在模拟海水环境中能够稳定工作，且回收后可重复使用多次，进一步压缩了海水提铀的综合成本。

本次研发的新型复合提铀材料，真正实现了海水提铀过程的经济高效，为海水提铀技术从实验室走向工业化应用提供了核心支撑。随着全球核电产业的快速发展，铀资源的需求持续增长，这一技术突破有望为我国乃至全球的清洁能源产业提供新的资源保障路径。目前，该团队正在针对新型材料的规模化制备工艺进行优化，并开展实际海水环境下的中试试验，力争尽快推动技术落地，助力清洁能源产业的可持续发展。