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院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所在放射性核素吸附材料研究方面取得重要進展!原子高科團隊與中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)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，是核工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的裂變產(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(xù)的生物毒性，其擴散污染可能導致嚴重的生態(tài)災(zāi)難，引發(fā)癌癥和遺傳疾病，危害人類生命健康。)
這項研究提出了“無機離子印跡吸附劑”的合成策略，通過精確的結(jié)構(gòu)設(shè)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(nèi)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的能力超過了大多數(shù)已報道的無機固體吸附材料。
目前，全球核廢水處理材料主要是有機樹脂，然而產(chǎn)生的廢樹脂處理成本高昂且技術(shù)要求復(fù)雜，導致大量廢樹脂處于臨時儲存狀態(tài)，對環(huán)境構(gòu)成了重大負擔，而傳統(tǒng)無機吸附材料也因吸附容量低等因素導致應(yīng)用受限。新技術(shù)有望在核廢水處理領(lǐng)域大顯身手，不僅有助于實現(xiàn)廢物最小化，降低處理成本，有效減輕對環(huán)境壓力，進而構(gòu)建生態(tài)環(huán)保防線。此外，新技術(shù)還可廣泛應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)、核應(yīng)急響應(yīng)(迅速控制核素泄漏)以及促進核資源的循環(huán)利用等多個領(lǐng)域，從而推動綠色發(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(xù)發(fā)展做出巨大貢獻。
未來，中核集團將進一步利用新技術(shù)開展放射源生產(chǎn)廢水的再利用研究，持續(xù)開展放射性廢物最小化的應(yīng)用實踐，促進核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展、安全發(fā)展。
FJSM-CGTS結(jié)構(gòu)示意圖及其“離子印跡”捕獲Cs+過程
