近日，中核集團旗下中國同輻所屬原子高科股份有限公司與中國科學(xué)院福建物質(zhì)結構研究所在放射性核素吸附材料研究方面取得重要進(jìn)展!原子高科團隊與中國科學(xué)院福建物質(zhì)結構研究所馮美玲研究團隊合作，在國際頂級期刊《Nature Communications》(《自然通訊》)上發(fā)表了最新研究論文《“無(wú)機離子印跡吸附劑”捕獲放射性銫》，題目為“Ion-imprinting” strategy towards metal sulfide scavenger enables the highly selective capture of radiocesium。這一創(chuàng )新成果將為備受全球關(guān)注的“核污水”—含Cs-137核素廢水處理和處置提供高性能無(wú)機材料，貢獻中國智慧。
(注：Cs-137核素半衰期30.17年，發(fā)射高能γ射線(xiàn)，是核工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中重要的裂變產(chǎn)物，也是放射性廢水中含量較多的放射性污染物，具有持續的生物毒性，其擴散污染可能導致嚴重的生態(tài)災難，引發(fā)癌癥和遺傳疾病，危害人類(lèi)生命健康。)
這項研究提出了“無(wú)機離子印跡吸附劑”的合成策略，通過(guò)精確的結構設計，制備出一種對放射性Cs-137離子具有識別和分離能力的金屬硫化物(FJSM-CGTS)。新材料對Cs-137離子吸附具備容量高(246.65mg/g)、速度快(5分鐘內達到平衡)、特異性強(高鹽、酸性去除率達到99%)、減容率高等優(yōu)勢。該“離子印跡吸附劑”選擇性去除Cs-137的能力超過(guò)了大多數已報道的無(wú)機固體吸附材料。
目前，全球核廢水處理材料主要是有機樹(shù)脂，然而產(chǎn)生的廢樹(shù)脂處理成本高昂且技術(shù)要求復雜，導致大量廢樹(shù)脂處于臨時(shí)儲存狀態(tài)，對環(huán)境構成了重大負擔，而傳統無(wú)機吸附材料也因吸附容量低等因素導致應用受限。新技術(shù)有望在核廢水處理領(lǐng)域大顯身手，不僅有助于實(shí)現廢物最小化，降低處理成本，有效減輕對環(huán)境壓力，進(jìn)而構建生態(tài)環(huán)保防線(xiàn)。此外，新技術(shù)還可廣泛應用于環(huán)境修復、核應急響應(迅速控制核素泄漏)以及促進(jìn)核資源的循環(huán)利用等多個(gè)領(lǐng)域，從而推動(dòng)綠色發(fā)展的理念，增強核廢物處理領(lǐng)域的創(chuàng )新力和生產(chǎn)力，為核能的可持續發(fā)展做出巨大貢獻。
未來(lái)，中核集團將進(jìn)一步利用新技術(shù)開(kāi)展放射源生產(chǎn)廢水的再利用研究，持續開(kāi)展放射性廢物最小化的應用實(shí)踐，促進(jìn)核技術(shù)應用產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展、安全發(fā)展。
FJSM-CGTS結構示意圖及其“離子印跡”捕獲Cs+過(guò)程
