Captação eficiente de urânio (VI) realizada por tiofosfito de manganês em camadas intercalado com amônio
p Diagrama esquemático do MnPS em camadas 3 intercalado com NH 4
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(N-MPS) para a captura de U (VI). Crédito:Grupo do Prof. Huang
p Com o rápido desenvolvimento da energia nuclear em todo o mundo, a demanda por urânio continua a aumentar. Como consequência, grandes quantidades de águas residuais contendo urânio são geradas ao longo do ciclo do combustível nuclear, bem como durante o reprocessamento do combustível irradiado. O urânio (U) é altamente tóxico do ponto de vista químico e fortemente cancerígeno para o sistema vivo. Portanto, é importante desenvolver materiais que possam capturar íons U (VI) de forma eficiente e seletiva. p Em um estudo publicado em
Chemical Engineering Journal , O Prof. Feng Meiling do grupo de pesquisa do Prof. Huang Xiaoying no Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências relatou um tiofosfato de manganês em camadas intercalado com NH
4
+
, a saber (NH
4 )
0,48 Mn
0,76 PS
3 · H
2 O (N-MPS), que poderia separar rápida e seletivamente U (VI) de soluções complexas. Este é o primeiro relato de um composto de intercalação de tiofosfito de manganês (MnPS
3 ) para enriquecer U (VI) de forma eficiente.
p Os pesquisadores prepararam o N-MPS imergindo uma quantidade de MnPS
3 em 2 mol / L NH
4 Solução aquosa de Cl e agitação à temperatura ambiente durante 24 horas. O N-MPS preparado mostra boa durabilidade de pH (2,8–12,2) e resistência à irradiação de raios β / γ (100–200 KGy).
p Além disso, eles descobriram que o N-MPS exibe uma capacidade excelente (muito maior do que a de alguns adsorventes de sulfeto superiores relatados), cinética rápida, e excelente seletividade para U (VI).
p Em particular, os valores de coeficiente de distribuição obtidos em água de torneira contaminada e água de lago são de até 2,23 × 10
4
mL / g.
p Mais importante, o U (VI) adsorvido pode ser eluído por um método suave e ecologicamente correto para a recuperação do urânio e regeneração do adsorvente por pelo menos cinco ciclos.
p Usando várias caracterizações (Raman, XPS, Potencial Zeta e EXAFS) e experimentos de adsorção em lote, os pesquisadores revelaram que o mecanismo de adsorção de N-MPS para U (VI) é a sinergia de troca iônica e adsorção de superfície.
p Este estudo não mostra apenas que os sulfetos de metal intercalados têm um bom potencial de aplicação para a separação altamente eficiente de U (VI) de águas residuais, mas também abre caminho para o desenvolvimento de novos adsorventes de alto desempenho por intercalação.