氮缺乏的石墨碳氮化物具有选择性吸附和光还原性能，在空气环境下能有效从海水中提取铀

《Advanced Functional Materials》：Nitrogen-Deficient Graphitic Carbon Nitride with Selective Adsorption and Photoreduction Isosite for Efficient Uranium Extraction from Seawater Under Air Atmosphere

氮缺乏的g-C3N4异质结构在空气环境中实现高效铀提取，其氮缺陷增强电子捕获能力，促进电荷分离，选择性吸附U(VI)效率达常规材料39.7倍，饱和容量3625.3 mg/g，自然光下海水铀提取量43.2 mg/g。

　　

摘要

从海水中光催化提取铀是一种理想的获取铀资源的方法，但其性能常常受到周围空气的干扰。本文成功制备了一种具有等位结构（isosite structure）的氮缺陷石墨碳氮化物（Nv-g-C₃N₄），该材料对六价铀（U(VI)）具有选择性吸附和光还原能力，能够在空气环境中实现高效的光催化铀提取。研究表明，通过氮缺陷重构的氰基团表现出较强的电子吸引能力，显著促进了光生电荷的分离，并促进了这些区域周围的电子积累。此外，氮缺陷结构赋予了Nv-g-C₃N₄对六价铀更高的选择性，其吸附六价铀的能量明显低于对氧（O₂）的吸附能量。因此，即使在空气环境中，Nv-g-C₃N₄也表现出优异的光催化铀提取性能，其提取效率比氰基功能化的g-C₃N₄高出39.7倍。该材料还实现了创纪录的饱和铀提取容量，达到3625.3毫克每克（mg g^?1），远超其他报道的基于g-C₃N₄的光催化剂。值得注意的是，在自然阳光下，基于Nv-g-C₃N₄的气凝胶在添加了六价铀的海水中能够实现43.2毫克每克的铀提取容量。总之，这项工作强调了构建具有选择性吸附和光还原能力的等位结构在光催化海水铀提取中的重要性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。