금 나노 입자 포함 멤브레인 필터를 사용 하 여 방사성 요오드 음이온의 선택적 담 수는 효율적인 방법

Summary

금 나노 입자 움직일 셀 루 로스 아세테이트 멤브레인 필터를 사용 하 여 여러 수성 솔루션에 방사성 요오드의 신속 하 고 이온 선택적 담 수에 대 한 효율적인 방법 설명 합니다.

Abstract

여기, 나노 임베디드 복합 막과 방사성 iodines의 효율적이 고 이온 선택적 제거에 응용 프로그램의 준비에 대 한 세부 프로토콜을 설명합니다. 시트르산 안정 금 나노 입자를 사용 하 여 (평균 직경: 13 nm) 및 셀 루 로스 아세테이트 막, 금 나노 입자 포함 셀 루 로스 아세테이트 막 (Au-캠) 조작 쉽게 있다. Au 캠에 나노 adsorbents 매우 안정적인 무기 염, 유기 분자의 높은 농도 존재 했다. 수성 해결책에서 요오드 화 이온이 조작된 막 빠르게 캡처할 수 수 있습니다. Au 캠 포함 필터 유닛, 우수한 제거 효율을 사용 하 여 여과 과정을 통해 (> 99%) 뿐으로 이온-선택적 담 결과 짧은 시간에 달성 했다. 또한, 누구나 캠 그 공연의 상당한 감소 없이 좋은 재사용 제공. 이러한 결과 현재 기술 설계 하이브리드 멤브레인을 사용 하 여 액체 폐기물에서 방사성 요오드의 대규모 오염에 대 한 유망 과정일 것 이다 제안 했다.

Introduction

몇 십년 동안 엄청난 양의 방사성 액체 폐기물 의료 기관, 연구 시설과 원자로 의해 생성 된. 이러한 오염 물질 종종 환경 및 인간의 건강^1,2,3를 만져 서 위협이 되었습니다. 특히, 방사성 요오드는 원자력 발전소 사고에서 가장 위험한 요소 중 하나로 인식 된다. 예를 들어 환경에 대 한 보고서 후쿠시마와 체르노빌 핵 원자로의 금액 ¹³¹등 방사성 iodines 발표 시연 나 (t_1/2 = 8.02 일) 및 ¹²⁹나 (t_1/2 = 15.7 백만 년) 환경에 다른 방사성^4,5보다 큽니다. 특히, 이러한 radioisotopes 노출 귀착되는 높은 통풍 관 및 인간의 갑 상선⁶농축. 또한, 풀어 놓인된 방사성 iodines 물에 심각한 오염 토양, 해 수 및 지 하 수 때문에 그들의 높은 용 해도 발생할 수 있습니다. 따라서, 다양 한 무기 및 유기 adsorbents를 사용 하 여 업데이트 관리 프로세스의 많은 수성 폐기물^7,8,,910 방사성 iodines 잡으려고 조사 되었습니다. ^{, 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20}. 광범위 한 노력 고급 adsorbent 시스템의 개발에 대 한 헌신을, 비록 연속 흐름에 조건 만족 스러운 성과 보여주는 정화 방법의 설립은 매우 제한 되었다. 최근, 우리 금 나노 (AuNPs)^21,22 의 하이브리드 나노 복합 재료를 사용 하 여 좋은 제거 효율, 이온 선택도, 지속 가능성, 및 재사용성을 보여주는 소설 담 과정 보고 ^{, 23}. 그들 가운데, 금 나노 입자 포함 셀 루 로스 아세테이트 막 (Au-캠) 기존 adsorbent 물자의 그들과 비교 된 연속 흐름 시스템에서 요오드 화 이온의 고효율 담 수를 촉진. 또한, 인 후 사용 의료 및 산업용 응용 프로그램에서 생성 하는 핵 폐기물의 처리에 대 한 또 다른 장점은 짧은 시간에 모든 절차를 완료 수 있습니다. 이 원고의 전반적인 목표는 Au 캠²⁴의 준비를 위한 단계별 프로토콜을 제공. 우리는 또한 방사성 요오드를 사용 하 여 설계한 복합 막의 이온 선택적 캡처에 대 한 신속 하 고 편리한 여과 과정을 보여 줍니다. 이 보고서에는 자세한 프로토콜 환경 과학의 연구 분야에서 나노 재료의 유용한 응용 프로그램을 제공할 것입니다.

Protocol

1. 시트르산 안정 금 나노 입자의 합성 워시 두 목 둥근 바닥 플라스 크 (250 mL)와 아쿠아 레 지아, 집중된 한 염 산 및 집중된 한 질소 산의 혼합물 자기 저 어 바 3:1 볼륨 비율에.주의: 아쿠아 레 지아 솔루션은 매우 부식성 및 폭발에 발생할 수 있습니다 또는 피부 화상 극단주의 함께 처리 되지 않으면. 잔여 수성 산을 제거 하는 이온된 수로 철저 하 게 유리를 헹 굴. Chloroau…

Representative Results

우리 누구나 캠 시트르산 안정제 AuNPs 및 셀 루 로스 아세테이트 막 (그림 1a)를 사용 하 여 제작에 대 한 간단한 방법을 설명 했다. Au 캠 표면은 나노 셀 룰 로스 nanofibers (그림 2)에 안정적으로 통합 했다 보여준 SEM으로 관찰 되었다. 나노 멤브레인에 투 옥 되었다 안정적으로 하지 1.0 M NaCl 등 수성 솔루션으로 지속적?…

Discussion

최근 년에서 다양 한 나노 소재 설계 및 막 개발 된 흡착 기술^25,26, 에 그들의 특정 기능에 따라 물에서 유해 방사성 금속 및 중 금속을 제거 하 ^{27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 , 33} …

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