近日，我院仿生材料与核环境安全实验团队在光辅助从铀矿废水中还原铀方面取得研究进展，相关研究成果以“In-situ Metal-oxygen-hydrogen Modified B-TiO2@Co2P-X S-scheme Heterojunction Effectively Enhanced Charge Separation for Photo-assisted Uranium Reduction ”为题发表于《Advanced Science》（中科院一区，最新影响因子：15.1）。我院2021级材料与化工硕士研究生张福城为论文第一作者，竹文坤教授和陈涛博士为共同通讯作者，我校为第一完成单位。
铀及其衰变子体的累积将对周边的生态环境造成威胁，因此高效处理含铀废水以避免其对环境影响是重要的研究课题。光催化法可以利用太阳能将可溶性U(VI)还原成不溶的铀氧化物，已成为铀分离富集领域的研究热点。然而，目前大部分光催化剂在太阳光、无牺牲剂条件下对矿山废水中U(VI)的光催化活性较低，无法直接用于治理含铀废水。针对这一问题，本研究报道了一种以B-TiO2@Co2P S型异质结为基础，构建原位金属-氧-氢(M-O-H) 金属悬键的原子界面，用于光辅助U(VI)铀提取。通过DFT计算，证实了金属-氧-氢(M-O-H，硬碱)金属悬键的引入，能够增强材料亲水性和对铀酰离子(硬酸)的捕获能力。因此，B-TiO2@Co2P杂化纳米片在竞争离子存在下表现出优异的U(VI)还原能力(>98%)。通过能带计算和原位KPFM光谱分析，进一步证明了B-TiO2和Co2P在异质结处形成了内部电场，为加速载流子定向迁移和促进铀的光催化还原提供了强大的驱动力和原子传输高速公路。通过对铀物种分析进一步验证了六价铀的还原。本研究为探索具有高效光电子分离功能的光催化剂还原U(VI)提供了一条有价值的途径。
该研究得到国家自然科学基金（No.21976147，U2267224，22002147，22106126，and 22179125）、四川省科技厅（No.2021YFG0096，2022YFG0372）、环境友好能源材料重点实验室项目（No.21fksy22）、大阳城集团娱乐游戏博士基金（No.23zx7103）等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202305439