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Engenharia

金ナノ粒子に埋め込まれた膜フィルターを用いた放射性ヨウ素アニオン選択性淡水化の効率的な方法

Published: July 13, 2018
doi:
10.3791/58105
, ,
1Advanced Radiation Technology Institute,Korea Atomic Energy Research Institute, 2Department of Chemistry,Kyungpook National University, 3Department of Radiation Biotechnology and Applied Radioisotope Science,University of Science and Technology

Summary

いくつかの水溶液中における放射性ヨウ素の迅速かつイオン選択性の淡水化のための効率的な方法は、金ナノ粒子を固定化したセルロース アセテート膜フィルターを使用して説明します。

Abstract

ここでは、複合膜のナノ材料に埋め込まれたおよび放射性ヨウ素の効率的かつイオンの除去への応用の準備の詳細プロトコルを示す.クエン酸安定化金ナノ粒子を用いた (平均直径: 13 nm) と酢酸セルロース膜、金ナノ粒子に埋め込まれたセルロース アセテート膜 (Au-CAM) を簡単に行った。Au カムでナノ吸着剤は無機塩および有機分子高濃度の存在下で安定性の高い.水溶液中におけるヨウ化物イオンは、この人工の膜によって急速にキャプチャできます。Au カム含むフィルター ユニット、優れた除去効率を使用してろ過プロセスを通じて (> 99%) と同様、イオン選択性海水淡水化結果が短時間で達成されました。また、Au カムは、その性能が顕著に減少することがなく再利用を提供しました。設計されたハイブリッド膜を利用した現在の技術、液体廃棄物からの放射性ヨウ素の大規模除染の有望なプロセスであることが示唆されました。

Introduction

数十年、医療機関、研究施設、原子力発電所の放射性液体廃棄物の膨大な量が生成されました。これらの汚染物質は、環境および人間の健康1,2,3への明白な脅威をよくされています。特に、放射性ヨウ素は、原子力発電所事故から最も危険な要素の 1 つとして認識されます。たとえば、環境報福島とチェルノブイリ原子炉の量は、放射性のヨウ素131を含むを発表したことを示した (t1/2 = 8.02 日) と129私 (t1/2 =1570 万年) 環境にいた他の放射性核種の4,の5のそれらより大きかった。特に、これらの放射性同位元素の露出は、高吸収とひと甲状腺6にエンリッチメントで起因しました。さらに、リリースされた放射性ヨウ素は水で土壌・海水・地下水の高い容解性のための深刻な汚染を引き起こします。水溶性廃棄物7,8,9,10で放射性ヨウ素をキャプチャするため、さまざまな無機および有機性吸着剤を用いた修復プロセスの多くを行った,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20. 高度な吸着システムの開発に多大な努力がなされて、連続流の下で満足のいく性能を示す除染方法の確立だった非常に限られました。最近では、我々 は金ナノ粒子 (結果)21,22のハイブリッド ナノ複合材料を使用して良い除去効率、イオン選択性、持続性、再利用性を示す新しい海水淡水化プロセスを報告,23。 その中で、金ナノ粒子に埋め込まれたセルロース アセテート膜 (Au-CAM) は比較した既存の吸着材の連続フロー システムの下でヨウ化物イオンの高効率脱塩を促進します。さらに、全体の手順は、医療・産業用アプリケーションで後の使用から生成された核廃棄物の処置のためのもう一つの利点は短時間で終了できます。この原稿の全体的な目標は、Au カム24の準備のためのステップバイ ステップのプロトコルを提供することです。また設計された複合膜を用いた放射性ヨウ素のイオンの捕獲のため迅速で簡便なろ過のプロセスを示します。本報告では詳細なプロトコルはナノ材料環境学研究分野での有用なアプリケーションを提供します。

Protocol

1. クエン酸安定化金ナノ粒子の合成 3:1 の体積比で 2 首丸底フラスコ (250 mL)、王水、濃塩酸と濃硝酸の混合物を磁気攪拌棒を洗ってください。注意: 王水ソリューションは非常に腐食性、爆発可能性があります。 または皮膚火傷細心の注意と処理されていない場合。 徹底的に残留酸水溶液を削除する脱イオン水でガラスをすすいでください。 2 首丸底フラスコ (250 mL)…

Representative Results

Au カム クエン酸安定化金ナノ粒子と酢酸セルロース膜 (図 1、) を使用しての作製のための簡単な方法を説明してきました。Au カムの表面は、ナノ材料がナノファイバー (図 2) に安定的に組み込まれた示した SEM で観察されました。ナノ粒子膜で投獄安定維持され、1.0 M 塩化ナトリウムなどの水溶液を継続的な?…

Discussion

近年、様々 なナノと膜が吸着技術25,26,に彼らの特定の機能に基づく水質有害放射性金属や重金属を除去する開発されています。27,28,29,30,31,32,33,…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、韓国の国立研究財団から研究助成金によって支えられた (許可番号: 2017M2A2A6A01070858)。

Materials

Hydrochloric acid DUKSAN 1129
Nitric acid  JUNSEI 37335-1250
Chloroautic chloride trihydrate (HAuCl4·3H2O) Sigma Aldrich 254169
Sodium citrate tribasic dihydrate Sigma Aldrich 71402
[125I]NaI  Perkin-Elmer NEZ033A010MC
Sodium chloride Sigma Aldrich S9888
Sodium iodide Sigma Aldrich 383112
Sodium hydroxide Sigma Aldrich S5881
Lithium L-lactate Sigma Aldrich L2250 Synthetic urine
Citric acid Sigma Aldrich C1909 Synthetic urine
Sodium hydrogen carbonate JUNSEI 43305-1250 Synthetic urine
Urea Sigma Aldrich U1250 Synthetic urine
Calcium chloride JUNSEI 18230-0301 Synthetic urine
Magnesium sulfate SAMCHUN M0146 Synthetic urine
Potassium dihydrogen phosphate JUNSEI 84185A1250 Synthetic urine
Dipotassium hydrogen phosphate JUNSEI 84120-1250 Synthetic urine
Sodium sulfate JUNSEI 83260-1250 Synthetic urine
Ammonium chloride Sigma Aldrich A9434 Synthetic urine
Sea water Sigma Aldrich S9148
1x PBS Thermo SH30256.01
Cellulose acetate membranes (pore size: 0.20 μm, diameter: 25 mm) Advantec MFS 25CS045AS
Cellulose acetate membranes (pore size: 0.20 μm, diameter: 47 mm) Advantec MFS C045A047A
47 mm Glass Microanalysis Holders Advantec MFS KG47(311400)
Petri dish (50 mm diameter ´ 15 mm height) SPL 10050
Gamma counter Perkin-Elmer 2480 WIZARD2 Model number
UV-vis spectrophotometer Thermo GENESYS 10 Model number
Transmission electron microscopy Hitachi H-7650 Model number
Field Emission Scanning electron microscope FEI Verios 460L Model number
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Citar este artigo
Shim, H. E., Mushtaq, S., Jeon, J. An Efficient Method for Selective Desalination of Radioactive Iodine Anions by Using Gold Nanoparticles-Embedded Membrane Filter. J. Vis. Exp. (137), e58105, doi:10.3791/58105 (2018).
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