从加铀的海水水样中提取铀的性能 为了定量地评价铀的提取性能，进行了一系列的提取实验，其中的数据显示在图3 a-f和补充图5。研究结果反映出在有和无偏差的提取情况下，容量和动力学的差异。 HW-ACE提取方法和物理化学吸附方法，两种方法的实验数据都显示出对二级反应动力学有较好的拟合性。根据二级反应试件，HW-ACE提取的反应速率比物理化学吸附速率快4倍。通过对铀提取的定量分析，证明了HW-ACE提取法不仅能达到更高的容量，而且能更快地实现动力学。
▲图3|在使用加标真实海水中，HW-ACE方法提取铀的性能 a–f, 使用HW-ACE方法对加标真实海水的铀提取与物理化学方法的对比图，使用初始铀浓度分别为∼0.15 ppb(a), ∼1.5 ppm (b), ∼15 ppm (c), ∼400 ppm (d),∼1,000 ppm (e) and ∼2,000 ppm g, 使用HW-ACE方法和物理化学方法提取铀24小时后，加标海水水溶液的对比图(初始铀浓度∼1000 ppm)。 对提取的铀化合物进行鉴定 分析提取出的铀化合物的特征来进一步研究HW-ACE提取机理。首先，使用初始浓度1,000ppm的铀，通过HW-ACE方法和物理化学方法提取铀24小时后，使用扫描电镜仪呈现出的形态。（如图4a-d） 通过XRD 特性描述(图4e), 碳-偕胺肟电极表面的微米粒子被鉴定为(UO2)O2 · 2H2O化合物。 从 (图4f) 结果可以看出,所有的控制样本显示的特征峰从U6+ at ∼483 cm−1
▲图4|HW-ACE提取机理研究和提取的铀化合物分析 a,b, 初始铀浓度为1000ppm，采用HW-ACE方法提取24小时后，SEM图像显示碳-偕胺肟电极被粒子充分覆盖。高倍放的SEM图像(b)显示了电沉积粒子的形态。 c,d, 初始铀浓度为1000ppm，采用物理化学方法提取24小时后，SEM图像显示碳-偕胺肟电极的形态。 e, （上部）采用HW-ACE方法提取24小时后，碳-偕胺肟电极的XRD（射线衍射）图谱。（底部）从参考(UO2)O2 · 2H2O (JCPDS 01-081-9033) XRD峰值。 f, 在空气和N2环境中，对碳-偕胺肟电极经过24小时的HW-ACE提取后的拉曼光谱进行了比较，采用物理化学方法提取24小时后，对硝酸铀酰盐(固体)和硝酸铀酰海水溶液进行了分析。 g,h, 使用初始铀浓度为1000ppm，在N2环境下采用HW-ACE方法提取，SEM图像显示碳-偕胺肟电极的形态。 在未经处理的真实海水中提取的性能 如结果所示, 流动4 l的海水后, HW-ACE和物理化学方法对铀的吸取分别是1.62µg和0.56µg。HW-ACE的方法对铀的提取能力是物理化学吸附能力的三倍。 相比之下，由于在物理化学吸附的情况下提取了更少的铀，所以没有观察到强铀信号。纳米级次级离子质谱法结果证明，采用HW-ACE方法成功地提取了铀。 在二级反应试件的基础上，HW-ACE的反应速率是物理化学吸附的2.5倍。 这些结果证明，在实际的海水铀提取中，HW-ACE的方法表明比物理化学的吸附方法具有更高的提取能力和更高的反应动力学。
▲图5|在未处理的真实海水中提取铀 a, 使用流动系统进行hw – ace方法和物理化学吸附方法的长期铀提取性能对比图。 b,c, 在hw – ace提取过程中，经过长期流动实验，在碳-偕胺肟电极上分别对C和U使用纳米级次级离子质谱法获取的映像。 竞争性离子的性能和解吸 结果表明，来自HW-ACE方法的偕胺肟功能基团，对铀粒子提取能力高于钠和钙离子。对于相互竞争的离子，使用HW-ACE或物理化学方法，对V和Fe在提取效率方面没有表现出明显的差异。 相对于其他离子，HW-ACE方法对铀离子的选择性上高于物理化学方法。由于电场的交替性质，这种增强铀的选择性可以移除不需要的物种。 最后，进行解吸来评估回收铀的百分比。HW-ACE方法在最佳解吸条件下，可以回收96.2%的铀。洗脱过程中没有损坏碳-偕胺肟电极，同时电极没有丧失提取能力被重复使用三次。
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