核能作为支撑现代社会发展的重要能源，其关键原料铀的供应与环保问题备受关注。随着易开采铀矿资源日益减少，含微量铀的废水却持续增加，既造成资源浪费，又威胁生态环境。近日，科研团队在铀回收技术领域取得突破，开发出一种新型双功能电催化材料，为解决这一难题提供了创新方案。
该材料由无机物氧化钨与有机物聚吡咯复合而成，形成独特的海胆状结构——氧化钨作为核心呈针状排列，聚吡咯则像导电凝胶均匀包裹其表面。这种设计赋予材料双重功能：一方面通过内置电场增强对铀离子的吸附能力，另一方面利用聚吡咯的催化作用原位生成过氧化氢，促使铀离子快速沉淀为固体产物。两种机制协同作用，显著提升了铀回收效率。
实验数据显示，该材料在72小时内可去除废水中98.4%的铀，使铀浓度降至0.022毫克/升，达到国际饮用水安全标准。在模块化测试中，17小时内从地下水中提取了15.75毫克铀。更引人注目的是，其单次铀吸附量可达自身重量的三倍以上，最高提取容量达每克3104毫克，创下同类技术新纪录。
该材料的优势体现在四个维度：吸附容量大，单位质量提取量是现有技术的近两倍；反应速度快，含氧条件下6小时可清除93%的铀；选择性强，在钠、钙、镁等干扰离子存在时仍优先捕获铀；循环性能好，经稀酸处理后可重复使用至少20次且性能稳定。这些特性使其在铀矿开采、尾矿处理及地下水修复等领域具有广阔应用前景。
技术原理方面，氧化钨与聚吡咯的界面效应形成定向电子通道，加速铀离子在电极表面的还原反应。同时，聚吡咯催化的两电子氧还原反应持续产生过氧化氢，与铀离子发生"点击化学"反应生成黄色过氧化铀沉淀。这种电化学还原与化学沉淀的双重路径，如同为材料装上双引擎，大幅提升了处理效率。
研究团队指出，该技术为海洋铀资源开发提供了新思路。海水中铀浓度虽低，但总量巨大，现有提取方法存在成本高、效率低等问题。这种低能耗、高选择性的电催化材料，有望突破海水提铀的技术瓶颈。在核设施废水处理领域，该技术可实现放射性物质的高效回收与资源化利用，减少二次污染风险。
目前，科研人员正通过原位表征技术深入探究材料结构与性能的关联机制，重点优化电子传输路径与反应活性位点。后续研究将聚焦于材料规模化制备工艺的改进，以及在不同水质条件下的适应性测试，为技术产业化奠定基础。
