作者:温才妃 丁姗 来源:中国科学报 发布时间:2021/9/7 17:05:51
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层状膦酸锆材料可去除核废水物质

新型二维层状磷酸锆材料通过离子交换选择性吸附污染海水中的放射性90锶  苏州大学供图

苏州大学放射医学与防护国家重点实验室科研团队发现,层状膦酸锆材料可通过离子交换选择性去除酸性溶液和污染海水中的90锶。近日,相关研究成果以《新型配位聚合物通过独特的两步离子交换实现对90锶创纪录的去除深度》为题,发表在《化学》上。

核事故会引发放射性物质的传播扩散,对人类健康和生态环境造成严重危害,而高酸性或高盐度核废水的处理目前仍存在难以攻克的技术瓶颈。90锶是核废料衰变热及长期放射毒性的主要来源之一,在乏燃料和高放废液中占比高。福岛核事故中大量的90锶泄漏到日本海附近海域,同时暂存的放射性废液中也含有90锶。大量共存钠、钾、钙等阳离子引起的吸附竞争及锶离子较弱的络合配位能力,导致锶离子在高盐度复杂水体中的分离极具挑战性。

该团队发现了一例新型的二维有机膦酸锆配位聚合物材料,对复杂水环境中90锶具有优异的选择性吸附性能。在pH 值2~9内,这种聚合物材料对锶的深度去除能力全面超越其他吸附材料。同时,材料还能去除海水中90%的90锶。实验和理论计算表明,该材料对锶的高选择性和高容量吸附源于独特的两步离子交换机制及层间氟原子的协同螯合。该工作通过离子交换和协同螯合,实现了复杂水体环境下锶的选择性吸附分离,为核能放射性污染控制提供了积极的备选方案。

中国科学院院士、苏大放射医学与防护国家重点实验室教授柴之芳和教授王殳凹科研团队长期深耕于放射性废液处理材料及技术领域,突破核废水处理的科学技术瓶颈,开发了新型催化交换水精馏处理技术,研发出系列放射性核素深度净化材料,有效实现了低活度含氚废水的净化以及离子型放射性核素的去除,为核废水处理提供了新的解决思路和技术方案。

该团队开发的核废水净化材料的放射性核素吸附性能,包括吸附容量、动力学、选择性以及材料稳定性等方面处于国际领先水平,有望为中国乃至世界核废水的有效处理提供中国方案。

相关论文信息:https://doi .org/1 0 .101 6/j .chempr .201 9 .02 .01 1

 
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