Captura selectiva de Ba 2 + , Ni 2 + , y compañía 2 + por un robusto sulfuro de metal en capas. Crédito:Prof. FENG
Es importante desarrollar captadores químicamente selectivos de iones como Ba 2 + , Ni 2 + , y compañía 2 + de aguas residuales complejas para la remediación ambiental y la salud humana. Los materiales absorbentes naturales y sintéticos actuales, sin embargo, compartir los problemas de baja capacidad y escasa selectividad. En particular, la eliminación selectiva y la separación de radionucleidos de los desechos nucleares industriales con altas concentraciones de sal es un desafío.
En un estudio reciente publicado en Química de Materiales ., Prof. FENG Meiling del Instituto de Investigación de Fujian sobre la Estructura de la Materia de la Academia de Ciencias de China, cooperando con el profesor Mercouri G. Kanatzidis de la Universidad Northwestern, NOSOTROS., informó la captura eficiente y selectiva de Ba 2 + , Ni 2 + , y compañía 2 + con un sulfuro de metal en capas resistente al ácido y a la radiación [Me 2 NUEVA HAMPSHIRE 2 ] 4/3 [Me 3 NUEVA HAMPSHIRE] 2/3 Sn 3 S 7 · 1,25 H 2 O (FJSM-SnS).
133Ba, como uno de los subproductos de las fisiones de combustible nuclear, emite rayos γ a la energía de 356 keV. Licenciado en Letras 2 + También se emplea como simulante de 226Ra altamente radiotóxico. 2 + debido a sus radios iónicos comparables y comportamientos de adsorción similares. 60 Co isótopo y 63 Ni emite radiación γ fuerte y β pura, respectivamente, ambos pueden derivarse de la activación neutrónica de los materiales del reactor. Bario no radiactivo, Los iones de níquel y cobalto son dañinos para el ecosistema y la salud humana.
Las ventajas de FJSM-SnS incluyen una cinética rápida, fuerte capacidad de intercambio, altas tasas de selectividad y recuperación, excelente resistencia a ácidos y álcalis y elución eficaz.
FJSM-SnS exhibe una capacidad de adsorción más rápida con tiempos de equilibrio cortos, que está dentro de los cinco minutos. Tiene alta capacidad de adsorción (289 mg / g para Ba, 83 mg / g para Ni, 52 mg / g para Co). Muestra una selectividad extremadamente alta para Ba 2 + incluso en presencia de exceso de Na + , K + , Cs + , California 2 + , Mg 2 + y Sr 2 + . También presenta selectividades sobresalientes para Ni 2 + y compañía 2 + (KdNi =8,92 × 10 4 mL / g; KdCo =3,75 × 10 5 mL / g) que superan a la mayoría de los reportados.
Además, FJSM-SnS conserva su estructura robusta en un amplio rango de pH de 0,6-12,7.
Es más, el bario capturado, níquel, y el cobalto de los productos intercambiados se puede recuperar fácilmente eluyéndolos con una solución de KCl 0,5 M que destaca el reciclaje de recursos. Las tasas de recuperación se pueden mantener 99,74, 99,30, y 99,65% de Ba 2 + , Ni 2 + , y compañía 2 + después de procesar 1100 volúmenes de lecho en baja concentración (Ba 2 + , Ni 2 + , y compañía 2 + :704,9 ~ 928,6 μg / L), respectivamente.
Estas ventajas, combinado con la síntesis fácil y las resistencias excelentes, la irradiación β y γ hacen que el FJSM-SnS sea un candidato prometedor como el Ba radiactivo 2 + , Ni 2 + , y compañía 2 + intercambiador de iones de soluciones de residuos nucleares.
Este estudio subraya el enorme potencial de los sulfuros metálicos como materiales nuevos y de bajo costo para la absorción altamente eficiente y selectiva de 133Ba, 63Ni, y 60Co y sus isótopos no radiactivos, así como 226Ra de aguas residuales complejas.
