Schematiskt diagram över det skiktade MnPS 3 interkalerad med NH 4 + (N-MPS) för fångst av U (VI). Kredit:Prof. Huangs grupp
Med den snabba utvecklingen av kärnkraft världen över, efterfrågan på uran fortsätter att öka. Som en konsekvens, stora mängder uranhaltigt avloppsvatten genereras under kärnbränslecykeln såväl som under upparbetning av använt bränsle. Uran (U) är mycket kemiskt giftigt och starkt cancerframkallande för det levande systemet. Därför, det är viktigt att utveckla material som kan fånga U (VI) joner effektivt och selektivt.
I en studie publicerad i Journal of Chemical Engineering , Prof. 4 + , nämligen (NH 4 ) 0,48 Mn 0,76 PS 3 · H 2 O (N-MPS), som snabbt och selektivt kunde skilja U (VI) från komplexa lösningar. Detta är den första rapporten om en interkalationsförening av mangantiofosfit (MnPS 3 ) för att berika U (VI) effektivt.
Forskarna förberedde N-MPS genom att sänka ner en mängd MnPS 3 i 2 mol/L NH 4 Cl vattenlösning och omrörning vid rumstemperatur i 24 timmar. Den beredda N-MPS uppvisar god pH-hållbarhet (2,8–12,2) och β/γ-strålningsbeständighet (100–200 KGy).
Dessutom, de fann att N-MPS uppvisar en enastående kapacitet (mycket högre än för vissa rapporterade överlägsna sulfidadsorbenter), snabb kinetik, och suverän selektivitet mot U (VI).
Särskilt, de erhållna fördelningskoefficientvärdena i förorenat kranvatten och sjövatten är upp till 2,23 × 10 4 ml/g.
Viktigt, det adsorberade U (VI) kunde elueras med en mild och miljövänlig metod för återvinning av uran och regenerering av adsorbent i minst fem cykler.
Använda olika karakteriseringar (Raman, XPS, Zeta potential och EXAFS) och batchadsorptionsexperiment, forskarna avslöjade att adsorptionsmekanismen för N-MPS för U (VI) är synergin av jonbyte och ytadsorption.
Denna studie visar inte bara att interkalerade metallsulfider har god applikationspotential för mycket effektiv separation av U (VI) från avloppsvatten, men banar också väg för att utveckla nya högpresterande adsorbenter genom interkalering.
