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In-situ oxidized tungsten disulfide nanosheets achieve ultrafast photocatalytic extraction of uranium through hydroxyl-mediated binding and reduction

引用

Nano Research 2022年第10期15卷 8810-8818页

作者： Huanhuan Liu Jia Lei Changyao Gong Ye Li Huimei Chen Jiali Chen Fengchun Wen Dengjiang Fu Yan Liu Wenkun Zhu Rong He State Key Laboratory of Environment-friendly Energy Materials National Co-innovation Center for Nuclear Waste Disposal and Environmental SafetySichuan Civil-military Integration InstituteSouthwest University of Science and TechnologyMianyang 621010China College of Chemistry and Materials Science Anhui Normal UniversityWuhu 241002China

photoreduction of hexavalent uranium(U(VI))by semiconductor provides a novel and effective avenue for uranium ***,the traditional metal oxide and sulfide semiconductors suffer from the lack of confinement sites to U(VI),which resulted in the long period(~1 h)to achieve a high U(VI)extraction efficiency of>90%.Herein,we successfully constructed WS2 nanosheets and created in-situ oxidized domains on the surfaces(O-WS_(2))to promote the uranium extraction and the corresponding removal *** this system,the O_(7.7-)WS_(2) nanosheets exhibited a considerable U(VI)extraction efficiency of>90%within 20 min in 8 mg·L^(–1) U(VI)-containing solution,which represented the highly efficient U(VI)removal *** 200 mg·L^(–1) U(VI)-containing solution,the O7.7-WS2 nanosheets exhibited an extraction capacity of 652.4 mg·g^(-1).The mechanism study revealed that the oxidized surface tended to trap hydrogen atom and in-situ form hydroxyl groups in defect *** by a series of experiment,such as kinetic isotope effect,1H nuclear magnetic resonance(NMR)spectra,and X-ray absorption near-edge structure(XANES)spectra,the in-situ formed hydroxyl groups participated in the uranium reduction,which dramatically enhanced uranium extraction kinetics and efficiency.

关键词： in-situ oxidization WS_(2)nanosheets hydroxyl groups uranium photoreduction abstract

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