Avec le développement rapide de l'énergie nucléaire dans le monde, la demande d'uranium continue d'augmenter. En conséquence, de grandes quantités d'eaux usées contenant de l'uranium sont générées tout au long du cycle du combustible nucléaire ainsi que pendant le retraitement du combustible usé. L'uranium (U) est hautement chimiquement toxique et fortement cancérigène pour le système vivant. Par conséquent, il est important de développer des matériaux capables de capturer les ions U(VI) de manière efficace et sélective.

Dans une étude publiée dans Revue de génie chimique , Le professeur Feng Meiling du groupe de recherche du professeur Huang Xiaoying à l'Institut de recherche du Fujian sur la structure de la matière de l'Académie chinoise des sciences a signalé un thiophosphate de manganèse en couches intercalé avec du NH 4 ⁺ , à savoir (NH 4 ) 0,48 Mn 0,76 PS 3 ·H 2 O (N-MPS), qui pourrait séparer rapidement et sélectivement l'U(VI) des solutions complexes. Il s'agit du premier rapport d'un composé d'intercalation de thiophosphite de manganèse (MnPS 3 ) pour enrichir efficacement U(VI).

Les chercheurs ont préparé le N-MPS en immergeant une quantité de MnPS 3 en 2 mol/L NH 4 Solution aqueuse de Cl et agitation à température ambiante pendant 24 heures. Le N-MPS préparé montre une bonne durabilité au pH (2,8–12,2) et une bonne résistance à l'irradiation aux rayons β/γ (100–200 KGy).

De plus, ils ont constaté que le N-MPS présente une capacité exceptionnelle (beaucoup plus élevée que celle de certains adsorbants de sulfure supérieurs signalés), cinétique rapide, et une superbe sélectivité envers U(VI).

En particulier, les valeurs de coefficient de distribution obtenues dans l'eau du robinet contaminée et l'eau du lac sont jusqu'à 2,23 × 10 ⁴ ml/g.

Surtout, l'U(VI) adsorbé pourrait être élué par une méthode douce et respectueuse de l'environnement pour la récupération de l'uranium et la régénération de l'adsorbant pendant au moins cinq cycles.

À l'aide de diverses caractérisations (Raman, XPS, Potentiel Zeta et EXAFS) et des expériences d'adsorption en batch, les chercheurs ont révélé que le mécanisme d'adsorption du N-MPS pour l'U(VI) est la synergie de l'échange d'ions et de l'adsorption de surface.

Cette étude montre non seulement que les sulfures métalliques intercalés ont un bon potentiel d'application pour la séparation très efficace de l'U(VI) des eaux usées, mais ouvre également la voie au développement de nouveaux adsorbants performants par intercalation.