东北地理所在核污染净化研究领域取得新进展

2014-3-05 16:20 来源: 中国科学院
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  近期,Chemical Engineering Journal 在线发表了中国科学院东北地理与农业生态研究所环境修复材料与技术学科组的学术论文Magnetic prussian blue/graphene oxide nanocomposites caged in calcium alginate microbeads for elimination of cesium ions from water and soil,该文章报道了“磁性普鲁士蓝/氧化石墨烯藻酸钙微球吸附剂制备及其对水和土壤中核放射性铯的快速、高效净化的应用研究。

  核泄漏造成的核污染是目前作为清洁能源的核能在应用中的最大安全与环保隐忧,而核污染中放射性铯(12.8%,半衰期约为30年)是最主要的污染元素之一。因此,世界各国科学家一直将核污染治理中对放射性铯的净化研究列为科研重点。

  学科组在前期的科研工作中,制备了磁性普鲁士蓝/氧化石墨烯纳米吸附剂,在对铯的吸附净化性能方面表现出了显著优势( Hongwen Yu, et al.;J. Mater. Chem. A, 2014);但是,由于纳米粒子的表面能很高,热力学上倾向于聚集,造成纳米材料的结块,严重制约了“纳米”级吸附材料本身具有的比表面积大、扩散效率高及吸附容量大等优越性能的充分发挥。

  针对上述材料存在的缺陷,于洪文研究员等科研人员设计制备了“藻酸钙微球笼装磁性普鲁士蓝/氧化石墨烯”纳米吸附材料,并在水环境中放射性铯的净化研究中取得成功。研究表明,该材料对50 ppm 的铯污染废水在2小时内即可快速达到80%以上的去除率,对铯离子的饱和吸附容量可达到43.52 mg/g。同时,可在外加磁场作用下,实现吸附材料与废水的简便、快速分离。更为重要的是该磁性吸附材料亦能很好地适用于土壤中放射性铯的净化,为土壤重金属污染治理研究提供了一条新的思路。

  论文信息:Hongjun Yang, Haiyan Li, Jiali Zhai, Lei Sun, Yan Zhao, and Hongwen Yu*. Magnetic prussian blue/graphene oxide nanocomposites caged in calcium alginate microbeads for elimination of cesium ions from water and soil, Chemical Engineering Journal, DOI: 10.1016/j.cej.2014.02.060, 2014.(Available online 24 February 2014)。