Captura Seletiva de Ba 2 + , Ni 2 + , e companhia 2 + por um sulfeto de metal em camadas robusto. Crédito:Prof. FENG
É importante desenvolver sequestrantes quimicamente seletivos para íons como Ba 2 + , Ni 2 + , e companhia 2 + de águas residuais complexas para remediação ambiental e saúde humana. Os atuais materiais absorventes naturais e sintéticos, Contudo, compartilhar os problemas de baixa capacidade e baixa seletividade. Em particular, a remoção e separação seletiva de radionuclídeos de resíduos nucleares industriais com altas concentrações de sal é um desafio.
Em um estudo recente publicado em Química de Materiais ., Prof. FENG Meiling do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências, cooperando com o Prof. Mercouri G. Kanatzidis da Northwestern University, NÓS., relatou a captura eficiente e seletiva de Ba 2 + , Ni 2 + , e companhia 2 + com um sulfeto de metal em camadas resistente a ácido e radiação [Me 2 NH 2 ] 4/3 [Mim 3 NH] 2/3 Sn 3 S 7 · 1,25 H 2 O (FJSM-SnS).
133Ba, como um dos subprodutos das cisões de combustível nuclear, emite o raio γ com a energia de 356 keV. BA 2 + também é empregado como o simulador para 226Ra altamente radiotóxico 2 + por causa de seus raios iônicos comparáveis e comportamentos de adsorção semelhantes. 60 Co isótopo e 63 Ni emite radiação γ forte e β pura, respectivamente, ambos podem ser derivados da ativação de nêutrons de materiais do reator. Bário não radioativo, Os íons de níquel e cobalto são prejudiciais ao ecossistema e à saúde humana.
As vantagens do FJSM-SnS incluem cinética rápida, forte capacidade de troca, altas taxas de seletividade e recuperação, excelente resistência a ácidos e álcalis e eluição eficiente.
FJSM-SnS exibe uma capacidade de adsorção mais rápida com tempos de equilíbrio curtos, que fica dentro de cinco minutos. Possui alta capacidade de adsorção (289 mg / g para Ba, 83 mg / g para Ni, 52 mg / g para Co). Mostra uma seletividade extremamente alta para Ba 2 + mesmo na presença de excesso de Na + , K + , Cs + , Ca 2 + , Mg 2 + e Sr 2 + . Ele também apresenta excelentes seletividades para Ni 2 + e companhia 2 + (KdNi =8,92 × 10 4 mL / g; KdCo =3,75 × 10 5 mL / g) que superam a maioria dos relatados.
Além do mais, FJSM-SnS retém sua estrutura robusta em uma ampla faixa de pH de 0,6-12,7.
Além disso, o bário capturado, níquel, e o cobalto nos produtos trocados pode ser facilmente recuperado eluindo-os com solução de KCl 0,5 M que destaca a reciclagem do recurso. As taxas de recuperação podem ser mantidas 99,74, 99,30, e 99,65% de Ba 2 + , Ni 2 + , e companhia 2 + após o processamento de 1100 volumes de leito em baixa concentração (Ba 2 + , Ni 2 + , e companhia 2 + :704,9 ~ 928,6 μg / L), respectivamente.
Essas vantagens, combinado com a fácil síntese e excelentes resistências à irradiação β e γ tornam o FJSM-SnS candidato promissor como o Ba radioativo 2 + , Ni 2 + , e companhia 2 + trocador de íons de soluções de resíduos nucleares.
Este estudo ressalta o enorme potencial dos sulfetos de metal como materiais novos e de baixo custo para absorção altamente eficiente e altamente seletiva de 133Ba, 63Ni, e 60Co e seus isótopos não radioativos, bem como 226Ra de águas residuais complexas.
