Diagrama esquemático del MnPS en capas 3 intercalado con NH 4 + (N-MPS) para la captura de U (VI). Crédito:Grupo del profesor Huang
Con el rápido desarrollo de la energía nucleoeléctrica en todo el mundo, la demanda de uranio sigue aumentando. Como consecuencia, Se generan grandes cantidades de aguas residuales que contienen uranio a lo largo del ciclo del combustible nuclear, así como durante el reprocesamiento del combustible gastado. El uranio (U) es altamente tóxico desde el punto de vista químico y fuertemente cancerígeno para el organismo vivo. Por lo tanto, Es importante desarrollar materiales que puedan capturar iones U (VI) de manera eficiente y selectiva.
En un estudio publicado en Revista de Ingeniería Química , El profesor Feng Meiling del grupo de investigación del profesor Huang Xiaoying en el Instituto de Investigación de la Estructura de la Materia de la Academia China de Ciencias de Fujian informó sobre una capa de tiofosfato de manganeso intercalado con NH 4 + , a saber (NH 4 ) 0,48 Minnesota 0,76 PD 3 · H 2 O (N-MPS), que podría separar rápida y selectivamente U (VI) de soluciones complejas. Este es el primer informe de un compuesto de intercalación de tiofosfito de manganeso (MnPS 3 ) para enriquecer U (VI) de manera eficiente.
Los investigadores prepararon N-MPS sumergiendo una cantidad de MnPS 3 en 2 mol / L NH 4 Cl solución acuosa y agitación a temperatura ambiente durante 24 horas. El N-MPS preparado muestra una buena durabilidad del pH (2.8-12.2) y resistencia a la irradiación de rayos β / γ (100-200 KGy).
Es más, encontraron que N-MPS exhibe una capacidad sobresaliente (mucho más alta que la de algunos adsorbentes de sulfuro superiores reportados), cinética rápida, y excelente selectividad hacia U (VI).
En particular, los valores del coeficiente de distribución obtenidos en agua del grifo y agua de lago contaminadas son de hasta 2,23 × 10 4 mL / g.
En tono rimbombante, el U (VI) adsorbido podría eluirse mediante un método suave y ecológico para la recuperación de uranio y la regeneración del adsorbente durante al menos cinco ciclos.
Usando varias caracterizaciones (Raman, XPS, Potencial Zeta y EXAFS) y experimentos de adsorción por lotes, los investigadores revelaron que el mecanismo de adsorción de N-MPS para U (VI) es la sinergia del intercambio iónico y la adsorción superficial.
Este estudio no solo muestra que los sulfuros metálicos intercalados tienen un buen potencial de aplicación para la separación altamente eficiente de U (VI) de las aguas residuales, pero también allana el camino para el desarrollo de nuevos adsorbentes de alto rendimiento por intercalación.
