Neue Technik zur selektiven Strontiumtrennung in Säure vorgestellt

Aug 11, 2023

Das Team von Prof. HUANG Qunying vom Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelte in Zusammenarbeit mit dem Team von Prof. NING Shunyan von der South China University ein neuartiges anorganisches Adsorptionsmittel auf Kieselsäurebasis für die hochselektive Trennung von Strontium aus saurem Medium .

Die Ergebnisse wurden im Journal of Environmental Chemical Engineering veröffentlicht.

Radioaktives Strontium (90Sr) gilt aufgrund seiner hohen biochemischen Toxizität als eines der gefährlichsten Radionuklide. Während des Verglasungsprozesses hochradioaktiver flüssiger Abfälle kann das Vorhandensein von 90Sr zu einer Instabilität des Verglasungssubstrats und damit zur Auswaschung von Radionukliden führen. Die Entfernung von 90Sr kann die Wärmeentwicklung reduzieren und die Abkühlzeit des Verglasungssubstrats im Endlager verkürzen, was für die weitere geologische Tiefenlagerung des radioaktiven Abfalls günstig ist.

In dieser Studie stellten die Forscher ein organisch-anorganisches Hybridadsorptionsmittel namens HEMAP/SiO2-P her. Dieses neuartige Adsorbens nutzt SiO2-P als stabilisierendes Gerüst, in dessen Innerem mithilfe einer Vakuumimprägnierungstechnik 2-Hydroxyethyl-2-methyl-2-propenoatphosphat (HEMAP) eingekapselt ist. Das Hauptziel bestand darin, das Adsorptionsverhalten dieses Adsorbens am stabilen Strontiumnuklid in einem 3 M HNO3-Medium zu untersuchen.

Experimentelle Ergebnisse zeigten, dass das hergestellte Adsorptionsmittel eine gute Stabilität gegenüber sauren Bedingungen aufwies und bemerkenswerte Adsorptionsfähigkeiten gegenüber stabilem Strontiumnuklid zeigte. Die mechanistische Analyse ergab außerdem, dass jedes Strontiummolekül während des Adsorptionsprozesses Koordinationsbindungen mit zwei HEMAP-Molekülen bildete.

Darüber hinaus waren zwei Nitrationen (NO3-) erforderlich, um das Ladungsgleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Diese Studie entwickelte nicht nur eine neuartige Methode zur Herstellung eines hochstabilen Adsorptionsmittels auf Siliciumdioxidbasis, sondern lieferte auch relevante experimentelle Daten und theoretische Grundlagen für die selektive Trennung von Strontium in sauren Umgebungen.

Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China unterstützt.