En effektiv metod för snabb och jonselektiva avsaltning av radioaktiv jod i flera vattenlösningar beskrivs med hjälp av guld nanopartiklar-orörlig cellulosaacetat membranfilter.
Här visar vi ett detalj protokoll för beredning av nanomaterial-embedded sammansatta membran och dess tillämpning på effektiv och jonselektiva avlägsnande av radioaktiva iodines. Med hjälp av citrat-stabiliserad Guldnanopartiklar (genomsnittlig diameter: 13 nm) och cellulosaacetat membran, guld nanopartiklar-embedded cellulosaacetat membran (Au-CAM) enkelt har tillverkats. De nano-adsorbents på Au-CAM var mycket stabil i närvaro av hög koncentration av oorganiska salter och organiska molekyler. Jodid jonerna i vattenlösningar kunde snabbt fångas av denna konstruerade membran. Genom en filtreringsprocess som använder en Au-CAM innehållande filterenheten, utmärkt reningsgrad (> 99%) samt som jonselektiva avsaltning resultat uppnåddes i en kort tid. Dessutom föreskrivs Au-CAM bra återanvändbarhet utan betydande minskning av dess föreställningar. Dessa resultat föreslås att den nuvarande tekniken använder bakåtkompilerade hybrid membranet kommer att vara en lovande process för storskalig sanering av radioaktivt jod från flytande avfall.
Under flera decennier, har enorm mängd radioaktivt flytande avfall som genererats av medicinska institut, forskningsanläggningar och kärnreaktorer. Dessa föroreningar har ofta varit ett påtagligt hot mot miljön och människors hälsa1,2,3. Särskilt, är radioaktiv jod erkänd som en av de mest farliga element från kärnkraftverket olyckor. Exempelvis en miljömässig rapportera om i Fukushima och Tjernobyl kärnkraft reaktorn visade att mängden släppt radioaktiva iodines inklusive 131jag (t1/2 = 8.02 dagar) och 129jag (t1/2 = 15,7 miljoner år) att miljön var större än de andra radionuklider4,5. I synnerhet resulterade exponeringen av dessa radioisotoper i höga upptag och anrikning i mänsklig sköldkörteln6. Dessutom kan släpps radioaktiva iodines orsaka allvarlig förorening av mark, havsvatten och grundvatten deras hög löslighet i vatten. Därför en hel del sanering processer med hjälp av olika oorganiska och organiska adsorbents har undersökts för att fånga radioaktiva iodines i vattenhaltigt avfall7,8,9,10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20. även om omfattande ansträngningar har ägnats för utveckling av avancerade adsorbent system, etableringen av en sanering metod visar tillfredsställande föreställningar under kontinuerlig i-flow skick var mycket begränsad. Vi rapporterade nyligen, en roman avsaltning process visar bra reningsgrad, ion-selektivitet, hållbarhet och återanvändbarhet med hjälp av hybrid nano-komposit material gjort av guld nanopartiklar (AuNPs)21,22 , 23. bland dem, guld nanopartiklar-embedded cellulosaacetat membran (Au-CAM) underlättas högeffektiva avsaltning av jodid joner under ett kontinuerligt flöde system jämfört med de befintliga adsorbent material. Dessutom kunde hela förfarandet slutföras på kort tid, vilket var en annan fördel för behandling av kärnavfall som genereras från efter användning i medicinska och industriella tillämpningar. Detta manuskript övergripande mål är att tillhandahålla ett stegvisa protokoll för beredning av Au-CAM24. Vi visar också en snabb och bekväm filtreringsprocess för ion-selektiv fångst av radioaktiv jod använda bakåtkompilerade sammansatta membran. Det detaljerade protokollet i detta betänkande kommer att erbjuda en användbar applikation av nanomaterial i forskningsfältet i miljövetenskap.
Under senaste året, har olika nanomaterial och membran utvecklats för att ta bort farliga radioaktiva metaller och tungmetaller i vatten baserat på deras specifika funktioner i adsorption tekniker25,26, 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 , <sup class…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöds av forskningsanslag från Korea National Research Foundation (bevilja nummer: 2017M2A2A6A01070858).
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 |