Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Kemi

Nyt silicabaseret adsorbent hjælper med selektiv adskillelse af strontium

Skematisk illustration af CEPA@SBA-15-APTES forberedelsesprocessen. Kredit:Zhang Shichang

Prof. Huang Qunyings team fra Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi udviklede i samarbejde med prof. Ning Shunyans team fra South China University en ny silica-baseret adsorbent til den meget selektive adskillelse af strontium (Sr) fra et surt medium.



Resultaterne blev offentliggjort i Journal of Hazardous Materials .

Radioaktivt strontium, kendt som 90 Sr, er bekymrende, fordi det er meget giftigt både radiologisk og biokemisk. Når højniveau flydende affald (HLLW) behandles gennem forglasning, frigives varmen fra henfaldet af 90 Sr kan give problemer. Denne varme kan destabilisere det materiale, som det er indeholdt i, hvilket potentielt kan føre til frigivelse af andre radioaktive stoffer. Dog 90 Sr kan også genbruges som en speciel radioaktiv eller varmekilde, hvilket kan hjælpe med at reducere mængden af ​​affald, der skal bortskaffes med lavere samlede omkostninger.

For at løse ovenstående problemer udviklede forskerholdet en ny porøs adsorbent kaldet CEPA@SBA-15-APTES. Denne adsorbent er fremstillet ved at modificere mesoporøs silica for selektivt at adskille Sr. De undersøgte, hvordan denne adsorbent opfører sig, når den udsættes for forskellige miljøer ved hjælp af Sr-stabile nuklider.

De fandt ud af, at adsorptionen nåede ligevægt på 30 minutter i en opløsning med en lav koncentration af salpetersyre (HNO3 ) og på kun fem minutter i en opløsning med en højere koncentration af HNO3 .

Adsorptionsselektivitet:(a) Effekt af fire konkurrerende ioner på Sr-adsorption i 10 -6 M HNO3 løsning; (b) Adsorption af forskellige metalioner i HNO3 løsninger. Kredit:Zhang Shichang

Det er vigtigt, at adsorbenten udviste fremragende selektivitet for Sr i 3 M HNO3 simuleret HLLW-løsning. Mekanismen for Sr-adsorption varierer afhængigt af opløsningens surhedsgrad:Ionbytning sker i opløsninger med lavt HNO3 koncentration, mens koordination sker i opløsninger med højere HNO3 koncentration.

Denne undersøgelse udvikler et nyt materiale til effektiv separation af strontium, som er en reference for selektiv separation og genvinding af radionuklider.

Flere oplysninger: Shichang Zhang et al., Fosfinering af aminomodificeret mesoporøs silica til selektiv separation af strontium, Journal of Hazardous Materials (2024). DOI:10.1016/j.jhazmat.2024.133741

Journaloplysninger: Journal of Hazardous Materials

Leveret af Chinese Academy of Sciences




Varme artikler