东京大学研发出可吸附放射性铯的布料

【日本共同社东京2012年5月29日电】东京大学生产技术研究所的研究小组2012年5月28日宣布,已研发出可有效吸附溶解于水中的铯离子的布料,希望能够用于清除福岛第一核电站事故释放出的放射性铯。放射性铯是土壤和水的主要污染物质。该小组的迫田章义教授等研发出一种把可吸附铯的蓝色颜料"普鲁士蓝(Prussian blue)"粒子固定到布料上的技术。用该技术制成的长60厘米、宽40厘米的薄布,能够吸附99%的溶解于10升水中的10毫克铯。     

新型Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝/碳纳米管海绵去除Cs+的研究

结合模板法和原位生长法制备了新型吸附与离子交换性能兼备的Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝/碳纳米管海绵,并通过稳定同位素铯模拟放射性核素研究了材料对Cs⁺的去除效果。实验结果表明：复合材料很好地复制了聚氨酯海绵的三维开架多孔结构,在孔壁上沉积了大量碳纳米管,并在其表面生长了具有优异离子交换性能的Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝纳米颗粒,其占样品总量的1.38%。对Cs⁺的去除实验结果表明：Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝/碳纳米管海绵对Cs⁺有良好的去除能力;全谱等离子直接光谱仪（ICP）元素分析和穆斯堡尔谱研究表明,Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝中的K⁺与Cs⁺间发生了离子交换反应,材料对Cs⁺的吸附容量为698 μg/g。     

一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料对Cs+的吸附

含137Cs的放射性废水处理在核能及核技术应用中具有重要意义。以表面活性剂十六烷基三甲基溴化钾和十二烷基磺酸钠为模版,合成了一维结构的普鲁士蓝并将其附着在硅藻土表面,制备成一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料;在不同的温度、吸附时间、pH值下,分别探究了一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料对Cs⁺的吸附性能,并研究了溶液中其他阳离子对吸附的影响。结果表明：一维普鲁士蓝/硅藻土对Cs⁺的吸附能力随温度（293～318 K）的升高而增加（从42.4 mg/L到61.6 mg/L）,其吸附行为符合Langmuir等温线和准二级动力学方程。     

一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料对Cs~+的吸附

含~(137)Cs的放射性废水处理在核能及核技术应用中具有重要意义。以表面活性剂十六烷基三甲基溴化钾和十二烷基磺酸钠为模版,合成了一维结构的普鲁士蓝并将其附着在硅藻土表面,制备成一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料;在不同的温度、吸附时间、pH值下,分别探究了一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料对Cs~+的吸附性能,并研究了溶液中其他阳离子对吸附的影响。结果表明:一维普鲁士蓝/硅藻土对Cs~+的吸附能力随温度(293～318 K)的升高而增加(从42.4 mg/L到61.6 mg/L),其吸附行为符合Langmuir等温线和准二级动力学方程。     

美国食品与药物管理局批准将普鲁士蓝用于铯或铊的辐射治疗

【美国食品与药物管理局网站2003年10月2日电】美国食品与药物管理局(FDA)2003年10月2日批准了一种新的药物应用,即将Radiogardase(也称普鲁士蓝)用于为受到有害水平的铯-137和铊辐射污染的人员提供治疗。 批准Radiogardase的这种应用是 FDA在恐怖袭击中为公众提供医疗应对措施的一项努力。Radiogardase可以增加人体排出这些放射性核素的速度。 在过去数十年中,普鲁士蓝被用于提高人体排泄铯-137和铊的速度。铯-137或铊的污染能够通过各种途径发生,例如摄食、吸入或创伤。当人体重要器官吸收的辐射剂量较高时,人会生病甚至死亡;当剂量较…     

网状玻璃态碳对液态钠中铯的静态吸附研究

以网状玻璃体碳(RVC)为吸附剂,用中子活化分析法研究了在静态条件下,吸附温度和吸附时间对铯在RVC和液态钠中分配的影响。研究结果表明,当吸附温度在200～400℃,吸附时间超过40h时,铯在RVC和液态中的分配比在10^2以上。研究结果为在快堆冷却剂旁路测量中安装吸附铯的装置提供了实验依据。     

放射性污染土壤中铯的吸附/解吸行为研究进展

核武器试验、核事故和核设施退役是环境中放射性铯污染的主要来源,铯在土壤介质中通过复杂的环境化学过程,威胁人体健康和生态环境安全。本文在详细总结土壤中黏土矿物特性的基础上,就现有放射性铯在黏土矿物中的吸附/解吸行为研究所涉及的吸附位点、位点含量、作用机制、吸附模型、表征技术手段等内容进行了综述,并对不同吸附模型和不同表征方法进行了对比分析。结合当前吸附/解吸行为的研究现状,对今后放射性铯与土壤吸附/解吸行为研究方向提出了建议。     

铯在钨(110)表面吸附行为的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了铯原子在钨(110)表面上的吸附行为。计算结果表明,通过原子数之比定义的最大单层铯原子吸附率为0.4,铯原子的吸附位置随吸附率的增加而变化。铯原子吸附率为0.25时,最可能的吸附位置是长桥,而铯原子吸附率达0.4时,铯原子在钨(110)表面形成完整的单原子层,并呈现-ABA′B′-结构形式。随铯原子吸附率的增加,表面功函数先减小后增大,最终稳定在2.134 eV,其中最小值1.524 eV出现在吸附率为0.25时,该最小值低于纯铯(110)表面的功函数。偶极子模型和分态密度计算结果表明,铯原子向钨基体表面的电子转移机制和铯原子电子能量分布的变化是造成表面功函数降低的原因。     

焦磷酸氧锆对铯的吸附性能

研究了静态实验条件下,吸附平衡时间、酸度、温度对铯在焦磷酸氧锆上吸附的影响以及铯在不同酸度下的解吸,并研究了动态实验条件下,焦磷酸氧锆的吸附淋洗性能、焦磷酸氧锆从辐照靶件溶解液中提取铯的性能。结果表明:焦磷酸氧锆对铯的吸附约30min可达平衡;低酸低温有利于吸附,高温高酸有利于解吸;焦磷酸氧锆从辐照靶件溶解液中提取铯的回收率约为100%。     

焦磷酸和锆的化合物对铯的吸附机理探讨

在不同条件下合成了焦磷钼酸锆,选择出对铯吸附性能优良的焦磷钼酸锆。将焦磷酸氧锆和焦磷钼酸锆对铯的吸附性能进行了比较,并研究了焦磷酸氧锆对铯的吸附机理。结果表明:焦磷酸根与钼酸根摩尔比为8∶1、锆足量条件下制备所得焦磷钼酸锆吸附率最高;与焦磷钼酸锆相比,焦磷酸氧锆对铯的吸附受酸度的影响稍小,静态吸附容量稍大;焦磷酸氧锆与焦磷钼酸锆的化学稳定性相似;焦磷酸氧锆对铯的吸附属化学吸附,其吸附机理为Cs+与焦磷酸氧锆上羟基的H+发生离子交换反应。     

类普鲁士蓝KNiFC无机吸附剂 在离子液体中吸附Cs+

研究了类普鲁士蓝吸附剂K₂NiFe(CN)₆(KNiFC)在室温离子液体(RTILs)中对Cs⁺的吸附,包括吸附动力学、吸附等温线、吸附机理,并且研究了配体N,N,N′,N′-四甲基丙二酰胺(TMMA)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、亚甲基二磷酸四异丙酯(TIPMBP)以及共存离子U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)对Cs⁺吸附的影响。结果显示：温度为298 K时,Cs⁺的饱和吸附量为40.3 mg/g;温度为338 K时,其饱和吸附量为49.2 mg/g;吸附平衡时间约为18 h。吸附可以很好地用准二级动力学描述,吸附反应为吸热反应。通过对吸附剂进行X射线光电子能谱法（XPS）表征,证明其吸附机理为阳离子交换机理。当Cs⁺、U(Ⅵ)或Th(Ⅳ)共同存在时,会发生吸附竞争。而当在Cs⁺、Th(Ⅳ)或U(Ⅵ)混合溶液中分别加入TMMA、DMF、TIPMBP后,Th(Ⅳ)几乎不被吸附,Cs⁺的吸附量不变;U(Ⅵ)吸附量很小,Cs⁺的吸附量变化不大。当离子液体中Cs⁺、Th(Ⅳ)或U(Ⅵ)共存时,可以通过加入配体来实现类普鲁士蓝KNiFC无机吸附剂对Cs⁺的选择性吸附。     

预辐射接枝改性无纺布制备铯离子吸附材料

采用预辐射接枝聚合方法制备了4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4HBAG)接枝的聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)皮芯结构无纺布。用Na_2SO_3对接枝4HBAG的无纺布(PE/PP-g-4HBAG)进行开环反应,改性得到磺酸型吸附材料。在环氧基物质的量转化率52%时获得了磺酸基密度1.4 mmol/g的吸附材料。采用批次吸附和流动吸附对Cs~+的吸附性能进行研究。Cs~+的吸附等温线和吸附动力学表明,吸附过程遵循Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。在1 000 SV/h高流速下,Cs~+的最大吸附容量为1.35 mmol/g。在pH=4~10时,吸附率稳定在90%左右,该值随pH值的增加而降低。在Cs~+初始浓度为1 mg/L和10 mg/L的溶液中研究了Na~+对Cs~+吸附率的影响,当Na~+浓度从0增加到20 mmol/L时,Cs~+的吸附率迅速降低。二价和三价金属离子Mg~(2+)、Ca~(2+)和Fe~(3+)对Cs~+吸附更具有阻碍作用。该磺酸型吸附材料在1 000 SV/h的高流速下能快速去除Cs~+。     

磷钼酸铵/聚丙烯酸复合凝胶吸附剂的合成及对铯的分离

以丙烯酸为基底合成了磷钼酸铵/聚丙烯酸复合吸附剂(AMP-PA)。采用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等方法对AMP-PA进行表征。研究了振荡时间、酸度、Cs⁺ 浓度对铯吸附的影响,及多种离子存在下吸附剂对铯离子的选择性吸附。静态实验结果表明：AMP-PA吸附铯大约5 h达到平衡;HNO₃浓度在0~3.0 mol/L范围内对铯的吸附量影响不大,吸附过程符合Langmuir方程,计算得到的最大吸附量达到4.7 mg/g;采用3.0 mol/L NH₄Cl+1.0 mol/L HNO₃解吸,解吸率大约为70%;多种离子存在下对铯离子具有选择性吸附。动态柱实验发现,AMP-PA对铯的吸附量为4.32 mg/g,解吸率约为50.4%。在高浓度杂质离子Na⁺、K⁺、Sr²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ca²⁺存在下,AMP-PA柱可以选择性分离铯,在铯的淋洗液中Co²⁺低于检测限,含量最高的Fe³⁺分离因子为3,浓度比起始浓度降低四个数量级。     

磷钼酸铵/聚丙烯酸复合凝胶吸附剂的 合成及对铯的分离

以丙烯酸为基底合成了磷钼酸铵/聚丙烯酸复合吸附剂(AMP-PA)。采用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等方法对AMP-PA进行表征。研究了振荡时间、酸度、Cs⁺ 浓度对铯吸附的影响,及多种离子存在下吸附剂对铯离子的选择性吸附。静态实验结果表明：AMP-PA吸附铯大约5 h达到平衡;HNO₃浓度在0~3.0 mol/L范围内对铯的吸附量影响不大,吸附过程符合Langmuir方程,计算得到的最大吸附量达到4.7 mg/g;采用3.0 mol/L NH₄Cl+1.0 mol/L HNO₃解吸,解吸率大约为70%;多种离子存在下对铯离子具有选择性吸附。动态柱实验发现,AMP-PA对铯的吸附量为4.32 mg/g,解吸率约为50.4%。在高浓度杂质离子Na⁺、K⁺、Sr²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ca²⁺存在下,AMP-PA柱可以选择性分离铯,在铯的淋洗液中Co²⁺低于检测限,含量最高的Fe³⁺分离因子为3,浓度比起始浓度降低四个数量级。     

我国高放废液中铯分离研究进展

由于高放废液的放射性强、毒性大、组成复杂,从高放废液中分离铯是一个世界性难题。多年来国内外研究者一直在探索研究从高放废液中分离铯的方法,开发适合工业应用的铯分离技术,以解决从高放废液中分离铯的难题。一方面,我国现存的生产堆高放废液,浓缩倍数大、盐分高、放射性强,长期贮存风险大,需要进行妥善处理;另一方面,随着我国核电的快速发展和民用核燃料后处理的工业化,动力堆高放废液的处理问题也日益突出。针对这些需求,我国科技工作者们开展了大量从高放废液中分离铯的研究工作,取得了系列研究成果。近几十年来我国主要开展了离子交换、萃取色层和溶剂萃取分离高放废液中铯的研究,先后开发了亚铁氰化钛钾离子交换分离工艺以及杯芳烃冠醚萃取分离工艺,并进行了热实验验证以及台架实验。杯芳烃冠醚从高放废液中萃取分离铯的工作不但具备了工程应用的技术条件,也走在了世界前列。