Síntese de Átomo Único de Urânio a partir de Efluente Radioativo para Dissociação Aumentada da Água e Evolução de Hidrogênio

Como um nuclídeo comum em efluentes radioativos, o urânio (U) é geralmente tratado por meio de aterro, o que induz ao abandono maciço de recursos de urânio. Neste trabalho, um método de voltametria de pulso para a síntese de átomos únicos de U em nanosheets de MoS2 (U/MoS2) a partir de efluentes radioativos para a reação de evolução de hidrogênio eletrocatalítica alcalina (HER) é relatado. A carga de massa de átomos únicos de U é facilmente controlada com alta seletividade para íons coadjuvantes em efluentes radioativos. No eletrólito de 1 m de KOH, os nanosheets U/MoS2 com 5,2% de átomos únicos de U apresentam sobrepotenciais relativamente baixos de 72 mV a 10 mA cm-2. O estudo mecanicista revela que a HER em U/MoS2 inclui a dissociação da água em átomos únicos de U para formar OH* e transferência de H de OH* para átomos adjacentes da borda S. Este procedimento apresenta energia de ativação diminuída para o estado de transição na dissociação da água e energia livre de Gibbs otimizada para a adsorção de H*.