近日，南華大學化學化工學院張也教授領銜的 「低維奈米材料光電技術實驗室」團隊成功研制了一種可用於高效去除汙水中鈾（U (Ⅵ)）的異質結奈米壓電催化材料，相關研究成果以「BiFeO3@In2Se3異質結壓電催化高效除鈾」為題，發表在高水平SCI期刊【Small】上。
鈾具有高能量密度，是核能套用的關鍵元素，其需求隨著核工業的發展而不斷增加。然而，在鈾的提取和利用過程中，如果處理不當，往往會產生大量含鈾酰離子(UO22+)的汙水，造成嚴重的環境和鈾資源浪費問題。從含鈾汙水中去除和提取鈾，對人類健康、環境保護和核能的永續發展具有巨大意義。
在過去的幾十年裏，已經開發並套用了許多從含鈾水體中去除或提取鈾的技術，例如化學沈澱、陽離子交換、電催化和光催化等。壓電催化是一種新型催化模式，其不需要額外的電能，不依賴光照條件，可以利用自然界中常見的機械能（如潮汐能）實作對水體環境中汙染物的有效去除，被廣泛的套用於染料降解、細菌消毒和水分解等領域。
鑒於此研究背景，張也教授團隊透過將無機鈣鈦礦BiFeO3與二維層狀In2Se3鐵電材料結合，構建了一種效能良好的BiFeO3@In2Se3異質結奈米壓電催化劑。制備的催化劑能夠透過壓電催化轉換過程將汙水中的可溶性U(VI)離子還原固定形成不溶性產物(UO2)O2•2pO和UO3。在不使用任何犧牲劑的情況下，該催化劑對汙水中鈾去除率可達94.6%，兼具良好的迴圈穩定性。此外，透過可見光的輔助照射，可以進一步將鈾的去除效率提升至98.8%。該研究還系統闡明了汙水中鈾的去除機制，為汙水中的鈾去除提供了一種新的有效方法。
南華大學在讀碩士生郭镕碩為第一作者，南華大學張也教授、金靈華博士為該研究論文的共同通訊作者，南華大學化學化工學院為第一單位。該研究得到了南華大學科研啟動經費、國家自然科學基金、湖南省教育廳青年基金、湖南自然科學基金等計畫的支持。
通訊員郭镕碩 瀟湘晨報記者李楠 實習生雷誌晶
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