共价有机框架材料，从海水中'钓'出铀元素"

铀，作为核能发电的核心原料，一直备受关注。但铀资源在陆地上的分布相对有限，而且开采过程往往伴随着环境问题。相比之下，海洋中蕴藏的铀资源量巨大，据估计超过40亿吨，但由于其在海水中浓度极低，如何有效提取成了一个技术难题。

近日，一种名为共价有机框架的新型多孔材料为解决这一问题提供了可能。共价有机框架可以通过设计具有特定化学结构的单元来构建，这些结构单元能够像海绵一样吸附海水中的铀离子。

通过精心设计的共价有机框架，科学家们能够在可见光的作用下，将海水中的铀离子转化为固态纳米点。这个过程不仅效率高，而且可持续，因为这些纳米点可以通过简单的化学方法溶解并回收铀，同时使共价有机框架材料得以再生，为下一次提取循环做好准备。

实验中，这种基于共价有机框架的提取策略展现出了惊人的效率，它在短短12天内就能从自然海水中提取出相当数量的铀，平均每天的提取量达到了一个令人满意的水平。这不仅证明了该方法的高效性，也显示了其在实际应用中的潜力。

图 海水提铀试验平台 图源| 中国科学院上海高等研究院

更值得一提的是，这种提取方法的环境友好性。它避免了传统过氧化氢工艺生产过程中的高能耗和环境污染问题，转而采用了一种绿色合成策略，即使用共价有机框架作为光催化剂，直接在海水中产生过氧化氢，进而促进铀的提取。

这项技术的突破不仅为核能的可持续发展提供了新的思路，也为我们如何更智能、更环保地利用自然资源提供了宝贵的启示。随着技术的不断进步和完善，未来我们或许能够看到这一技术在更广泛的领域得到应用，为建设一个清洁、可持续的能源未来做出贡献。

参考文献：Peng Gao, Yezi Hu, Zewen Shen, Guixia Zhao, Ruiqing Cai, Feng Chu, Zhuoyu Ji, Xiangke Wang & Xiubing Huang.Nature Communications,15, 6700 (2024).