恭喜李节节同学的论文在Applied Catalysis B: Environment and Energy发表

1.全文速览

目前，电化学海水提铀是一项具有吸引力的可持续核工业项目。为了提升海水提铀的效率和动力学，电极材料的活性位点需要进一步加强与铀酰的结合。在此，本文构建了一种层状电荷分离策略，用于表面硼掺杂的磷酸基铜纳米材料(B:Cu-PO₄)在海水中进行铀酰结合和提取。当铜表面引入硼后，铜原子具备一定的正电性，增加了与活性位点PO₄^3-的结合力；同时PO₄^3-外层氧原子带负电更多，增强了其与铀酰的键合。在真实海水的提铀中，B:Cu-PO₄从10 L海水中提取了24.9 μg的铀。这种性能相当于每天2.1 mg/g可观铀提取能力，优于大多数最先进的材料。因此，B:Cu-PO₄中电荷分离的成功构建拓宽了铀提取的材料设计。

2. 背景介绍

铀作为核电运行的燃料，是保障核电可持续发展的关键。海洋中拥有45亿吨的铀资源，是陆地铀矿的1000倍，因此海水提铀战略是我国核能资源与核电事业可持续发展的重要保障。传统的海水提铀主要采用吸附法，但因海水干扰离子众多、铀浓度极低(3.3 ppb)等环境因素导致吸附法动力学缓慢、吸附效率低。电化学作为一种新兴的海水提铀方法，通过外加电场使离子定向迁移，可显著提升电极材料的吸附容量与提取效率。在电化学提铀中，开发对铀酰具有高配位活性的电化学催化剂是实现电化学海水提铀的关键。通常，用于电化学提铀的电极材料具有高导电性和用于结合铀酰特定位点。增强铀酰结合和还原的一种有前途的方法是活性位点中电荷的工程空间分布。考虑到铀酰的电子结构，稳定的结合结构需要活性中心的负电荷与铀酰中铀原子的结合，以及另一个中心的正电荷与铀酰基中氧原子的结合。因此，为了实现电荷增强的铀酰多位点结合，非常需要分层电荷分离的构建。

3. 全文亮点

     1.构建一种分层电荷分离的策略，以增强表面硼掺杂的磷酸基铜纳米材料在海水中对铀酰的结合和提取。

     2.在真实海水实验中，B:Cu-PO₄材料从10升海水中提取了24.9 μg的铀，相当于每天2.1 mg/g的可观提取能力。

     3.证明硼原子通过增强O-Cu和U-O相互作用来促进铀酰提取。

第一作者：李节节