离子交换材料去除放射性离子研究取得进展

作者: 黄小荥

来源: 中国科学院福建物质结构研究所

发布日期: 2016-10-11 11:33:25

中国科学院福建物质结构研究所的研究团队开发了一种新型离子交换材料 FJSM-SnS,该材料在去除和回收放射性铀方面具有优越的性能,包括耐酸碱性、高吸附量和高选择性,以及便捷的洗脱能力。

随着核能的发展,放射性有毒废弃物带来的威胁日益严重。例如,铀是高毒性的放射性核素,具有致癌性,而铯和锶是高放射性废液中半衰期较长的高释热裂变产物,具有生物毒性。放射性核废物尤以其溶液处理最为棘手。因此,开发能够有效去除 UO22+、Cs+、Sr2+ 这类离子的新材料对核废液处理具有重要意义。

另一方面,海水中蕴藏着大量的铀,全球海洋中约含 45 亿吨铀,比陆地铀储量高近千倍,而且从水中提取铀既方便又环保。所以从水溶液中捕获和回收铀无论经济上还是战略上都具有重要意义。

中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员黄小荥领导的课题组在“973”计划、国家自然科学基金项目和副研究员冯美玲主持的国家自然科学基金面上项目、中科院海西研究院“春苗”人才专项等项目的资助下,致力于硫属化合物基离子交换材料的研究,利用硫属化合物结构中的路易斯软碱 S2-、Se2- 对 UO22+、Cs+、Sr2+ 这类离子的亲和力,以及有机胺阳离子的尺寸可调和构型柔性的特点,构筑了一系列有机胺小分子导向的具有层状或三维微孔结构的金属硫属化合物基离子交换材料。

近日,该课题组冯美玲在中科院公派出国留学计划青年访问学者项目的支持下,与美国西北大学化学系 Prof. Mercouri G. Kanatzidis 合作,创新性地在硫属化合物离子交换材料体系中发展了首个以有机胺阳离子交换 UO22+ 离子的硫代锡酸盐 FJSM-SnS,其具有优越的耐酸碱性,对 UO22+ 离子具有较高的吸附量,达到 338.43 mg/g,超过了商用的离子交换树脂。

FJSM-SnS 对 UO22+ 离子具有良好的选择性,即使在高浓度 Na+、Ca2+ 或 HCO3- 存在的情况下,该离子交换剂仍然对 UO22+ 离子具有良好的去除能力,对痕量的 UO22+ 离子也可以保持非常高的去除率(接近 100%)。

更为有意义的是,吸附的 UO22+ 离子能够通过简单、环境友好的方法将其洗脱下来,即将负载 UO22+ 的产品浸泡在高浓度的 KCl 溶液中即可达到洗脱的目的。因此,FJSM-SnS 作为铀去除剂具有如下优点:(i)低值、容易合成;(ii)优越的耐酸碱性;(iii)较高的铀去除效率;(iv)便捷、便宜、高效的洗脱能力。FJSM-SnS 在去除和回收放射性铀方面具有潜在的应用。

相关研究结果发表在《美国化学会志》上。

UUID: fdf902cd-dee4-427f-87b7-b597ab3bd704

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院之声公众号-pdf2txt/2016/中科院之声_2016-10-11_离子交换材料去除放射性离子研究取得进展.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0035 元