Waiting
登录处理中...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Een efficiënte methode voor selectief ontzilting van radioactief jodium anionen met behulp van de gouden nanodeeltjes-Embedded membraanfilter

Published: July 13, 2018 doi: 10.3791/58105
* These authors contributed equally

Summary

Een efficiënte methode voor de snelle en ion-selectieve ontzilting van radioactief jodium in verschillende waterige oplossingen wordt beschreven met behulp van de gouden nanodeeltjes-geïmmobiliseerd celluloseacetaat membraanfilters.

Abstract

Hier tonen we een gedetailleerd protocol voor de bereiding van nanomaterialen-embedded samengestelde membranen en de toepassing ervan voor de efficiënte en ion-selectieve verwijdering van radioactieve iodines. Met behulp van citraat-gestabiliseerde gouden nanodeeltjes (gemiddelde diameter: 13 nm) en celluloseacetaat membranen, goud nanoparticle-embedded celluloseacetaat membranen (Au-CAM) hebben gemakkelijk zijn vervaardigd. De nano-adsorbents op Au-CAM waren zeer stabiel in het bijzijn van de hoge concentratie van anorganische zouten en organische moleculen. De jodide-ionen in waterige oplossingen kunnen snel worden onderschept door deze gemanipuleerde membraan. Door middel van een filtratie proces met behulp van een Au-CAM met filter eenheid, uitstekende verwijdering efficiëntie (> 99%) zo goed als ion-selectieve ontzilting resultaat werd bereikt in een korte tijd. Bovendien, Au-CAM verstrekt goede herbruikbaarheid zonder significante afname van de prestaties. Deze resultaten voorgesteld dat de huidige technologie met behulp van de gemanipuleerde hybride membraan zal een veelbelovend proces voor de grootschalige ontsmetting van radioactief jodium van vloeibaar afval.

Introduction

Voor decennia, is enorme hoeveelheid radioactieve vloeibare afvalstoffen gegenereerd door medische instituten, onderzoeksfaciliteiten en nucleaire reactoren. Deze verontreinigende stoffen zijn vaak een tastbaar bedreiging voor milieu en gezondheid van de mens1,2,3. Vooral, wordt radioactief jodium erkend als één van de meest gevaarlijke elementen van kerncentrale ongevallen. Bijvoorbeeld, een milieu verslag over de Fukushima en in Tsjernobyl nucleaire reactor aangetoond dat de hoeveelheid radioactief iodines met inbegrip van 131vrijgegeven I (t-1/2 = 8.02 dagen) en 129ik (t-1/2 = 15,7 miljoen jaar) voor het milieu was groter dan die van andere radionucliden4,5. In het bijzonder, resulteerde de blootstelling van deze radio-isotopen in hoge opname en verrijking in de menselijke schildklier6. Vrijgegeven radioactieve iodines veroorzaken bovendien ernstige verontreiniging van bodem, zeewater en grondwater vanwege hun hoge oplosbaarheid in water. Dus een heleboel sanering processen met behulp van verschillende anorganische en organische adsorbents zijn onderzocht om vast te leggen van radioactieve iodines in waterige afvalstoffen7,,8,,9,10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20. Hoewel uitgebreide inspanningen voor de ontwikkeling van geavanceerde adsorberende systemen hebben besteed, de oprichting van een methode van de decontaminatie tonen bevredigende prestaties onder voortdurende in-flow voorwaarde was zeer beperkt. Onlangs meldden we een roman ontzilting proces tonen goede verwijdering efficiëntie, ion-selectiviteit, duurzaamheid en hergebruik door het gebruik van hybride nano-composiet materialen gemaakt van gouden nanoparticle (AuNPs)21,22 , 23. onder hen, gouden nanoparticle-embedded celluloseacetaat membranen (Au-CAM) vergemakkelijkt hoogefficiënte ontzilting van jodide-ionen onder een continue-stroom systeem vergeleken met die van bestaande adsorberende materialen. Bovendien kon de hele procedure worden afgewerkt in een korte tijd, die een ander voordeel voor de behandeling van nucleair afval gegenereerd door na gebruik in de medische en industriële toepassingen was. Het algemene doel van dit manuscript is bedoeld als een stapsgewijze protocol voor de bereiding van Au-CAM24. We tonen ook een snelle en gemakkelijke filtratie proces voor het vastleggen van de ion-selectieve van radioactief jodium met behulp van de gemanipuleerde samengestelde membranen. Het gedetailleerd protocol in dit verslag biedt een nuttige toepassing van nanomaterialen op het gebied van het onderzoek van milieukunde.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. synthese van citraat-gestabiliseerde gouden nanodeeltjes

  1. Een twee-nek Rondbodemkolf (250 mL) en een magnetische roer bar met koningswater, een mengsel van geconcentreerd zoutzuur en geconcentreerd salpeterzuur wassen in een verhouding 3:1 deel.
    Let op: Aqua regia oplossing is zeer corrosief en kan leiden tot explosie of huid verbrandt als die nog niet behandeld met uiterste voorzichtigheid.
  2. Spoel het glaswerk grondig met gedeïoniseerd water te verwijderen van de resterende waterige zuur.
  3. Voeg vervolgens 120 mL van chloroauric zure oplossing (HAuCl4, 1 mM) aan de twee-nek Rondbodemkolf (250 mL) en verwarm het aan terugvloeiing onder constant roeren.
  4. Voeg 12 mL Natriumcitraat TRIBASISCH (35 mM) oplossing snel tot de Rondbodemkolf twee-nek en terugvloeiing van het resulterende mengsel voor een ander 20 min voor de volledige reductie van het gouden zout.
  5. Laat de colloïdale suspensie van nanodeeltjes (donkerrood) om af te koelen tot kamertemperatuur.
  6. Meten van de concentratie van de gouden nanodeeltjes (AuNPs) met UV-vis-spectroscopie bij een golflengte van 520 nm (uitsterven coëfficiënt van 2.8 x 108) met behulp van een kwarts cuvette (1 cm weglengte).
  7. Voeg een enkele druppel AuNPs vering op een koolstof-gecoate koperen raster (400 mesh) en drogen bij kamertemperatuur. Meet de grootte van de AuNPs met transmissie-elektronenmicroscopie (TEM).
  8. De schorsing van colloïdaal goud nanoparticle bewaren bij 4 ° C.

2. voorbereiding van hybride membraan (Au-CAM)

  1. Voorbereiding van gouden nanodeeltjes-embedded membraanfilter met behulp van een spuit-eenheid
    1. Wassen van een membraan van cellulose acetaat (porie grootte: 0.45 μm, diameter: 25 mm) ondersteund door een filter eenheid met gedeïoniseerd water (10 mL) voor drie keer.
    2. 10 mL ammoniumcitraat-gestabiliseerde AuNPs trekken (10 nM) met een steriele injectiespuit (20 mL) en voeg het langzaam in een vooraf gewassen celluloseacetaat membraanfilter (Figuur 1).
    3. Spoel de filter unit met 10 mL gedeïoniseerd water driemaal te verwijderen niet-geïmmobiliseerd AuNPs.
      Opmerking: AuNPs geïmmobiliseerd op het membraan van celluloseacetaat zijn zeer stabiel, en dus Au-CAM onder voorwaarde van de ambient wekenlang zonder verlies van hun chemische eigenschappen of de stabiliteit kan worden opgeslagen.
  2. Voorbereiding van gouden nanoparticle membraanfilter door de vacuümpomp
    1. Plaats het membraan cellulose acetaat (porie grootte: 0.45 μm, diameter: 47 mm) tussen een filterondersteuning houder fritted glas (diameter: 40 mm) en een afgestudeerd trechter (300 mL).
    2. Verbinding maken met een gecombineerde eenheid van de steun van fritted glas en studeerde aan de trechter een recover kolf (500 mL) en een vacuümpomp.
    3. Voeg 10 mL ammoniumcitraat-gestabiliseerde AuNPs (10 nM) in de geijkte trechter en dan vacuüm van toepassing totdat alle AuNPs worden doorgegeven via het membraan van cellulose acetaat (ongeveer 20 s).
    4. Herhaal dezelfde procedure (stap 2.2.3) aan de andere kant van het membraan te immobiliseren van AuNPs aan beide zijden van de membraan.
    5. Analyseren van het oppervlak van de Au-CAM met behulp van scanning elektronen microscoop (SEM) onder de voorwaarden van de hoge prestaties met de versnellende spanningen tot 15 kV (Figuur 2d).
      Opmerking: Controleer de stabiliteit van nanodeeltjes op Au-CAM in een hoge zout voorwaarde, de samengestelde membraan werd ondergedompeld in 1,0 M NaCl-oplossing voor 2 h en vervolgens visueel onderzoek werd uitgevoerd om te bevestigen de stabiliteit van de Au-CAM.

3. de adsorptie van radioactief jodium Au-CAM met een systeem van de partij

  1. Verdun de radioactief jodium ([125ik] NaI, 2.2 MBq) in 3 mL zuiver water, 1,0 M NaCl of 10 nM NaI en voeg elke oplossing in een petrischaal (50 mm doorsnede × 15 mm hoogte).
    Let op: De geoxideerde radioactief jodium kan vluchtige en moet worden omgegaan met voldoende voorsprong schilden en flesjes leiden. Alle radiochemische stappen moeten worden uitgevoerd in een goed geventileerde houtskool-gefilterd kap, en de experimentele procedures moeten worden gevolgd door radioactiviteit detectoren.
  2. Plaats van de Au-CAM, die is bereid met behulp van een vacuüm filter in radioactief jodium oplossingen en schud ze zachtjes bij kamertemperatuur.
  3. 10 μL van het radioactieve jodiumoplossing trekken uit de petrischaal op gegeven tijdstippen (0, 5, 10, 30, 60, 120 min) en het meten van de radioactiviteit van het monster met behulp van automatische γ-teller.
  4. Spoel de Au-CAM met gezuiverde water na 120 min en meet vervolgens de hoeveelheid radioactiviteit vastgelegd op het membraan met behulp van automatische γ-teller (Figuur 3).

4. de ontzilting van radioactief jodium onder voortdurende In-Flow voorwaarde

  1. Verwijdering van radioactief jodium anionen (125ik-) met behulp van een Au-CAM-filter
    1. Los van het radioactieve jodium (3.7 MBq) in 50 mL zuiver water, PBS 1 x, 1,0 M NaCl, 0,1 M NaOH, 0,1 M HCl, 10 mM CsCl, 10 mM SrCl2, synthetische urine of zeewater.
    2. Trekken van 50 mL van elke oplossing met een steriele injectiespuit (50 mL) en passeren van de Au-CAM filter eenheid op een in-stroomsnelheid van ongeveer 1,5 mL/s met behulp van een spuitpomp (Figuur 1).
    3. Pipetteer 5 mL van het filtraat in een plastic flesje voor het kwantificeren van de radioactiviteit in de oplossing.
    4. Het meten van de hoeveelheid residuele radioactiviteit in het filtraat oplossing met behulp van automatische γ-teller (Figuur 4).
  2. Herbruikbaarheid test van Au-CAM filter
    1. Los van het radioactieve jodium in een synthetische urine of zeewater (3.7 MBq/50 mL).
    2. Trekken van 50 mL van de oplossing met een steriele injectiespuit (50 mL) en toe te voegen in de Au-CAM filter eenheid op een in-stroomsnelheid van ongeveer 1,5 mL/s met behulp van een spuitpomp.
    3. Herhaal dezelfde filtratie procedure (stap 4.2.2) voor zeven keer met behulp van een eenheid van de Au-CAM-filter.
    4. Pipetteer 5 mL van het filtraat in een plastic flesje voor het kwantificeren van de radioactiviteit in de oplossing.
    5. Het meten van de hoeveelheid radioactiviteit in zeven filtraat oplossingen met behulp van automatische γ-teller.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

We hebben eenvoudige methoden voor de fabrikatie van Au-CAM met citraat-gestabiliseerde AuNPs en celluloseacetaat membraan (Figuur 1een) aangetoond. Het oppervlak van de Au-CAM werd waargenomen door SEM waaruit bleek dat de nanomaterialen stabiel zijn opgenomen op de cellulose nanofibers (Figuur 2). De nanodeeltjes opgesloten op het membraan stabiel waren opgelopen en werden niet vrijgegeven van het membraan door voortdurende wassen met waterige oplossingen zoals 1.0 M NaCl. De capaciteit van de adsorptie van een Au-CAM was ongeveer 12.2 μmol van jodide anion per 1 g AuNPs24. Om te beoordelen van de prestaties van de ontzilting, de Au-CAM bereid volgens de methode vacuüm-bijgewoonde werden ondergedompeld in waterige oplossingen bevattende 2.2 MBq van [125ik] NaI (Figuur 1b). Na 30 min incubatie, allermeest naar de radioactief jodium (> 99%) in puur water en NaCl van 1,0 M werd veroverd door Au-CAM (Figuur 3). Aan de andere kant, de adsorptie van radioactiviteit was geremd volledig in de aanwezigheid van niet-radioactieve INR, omdat het oppervlak van AuNPs werd bezet door toegang bedrag van jodide anionen (127ik-).

Voor meer nuttige toepassing van de huidige methode, werd Au-CAM filter toegepast op een continue ontzilting proces. De oplossingen van het radioactieve jodium (3.7 MBq/50 mL) werden doorgegeven door een eenheid van de filter met Au-CAM met een in-flow snelheid van 1,5 mL/s (Figuur 1c). Het bedrag van de resterende radioactiviteit in het filtraat werd gemeten met behulp van een γ-teller. De verwijdering rendement (%) werd gedefinieerd door de volgende vergelijking (1).

Verwijdering rendement (%) = (C0 - Ce) /C0 x 100 (1)

Waar C0 is de concentratie van radioactief jodium voor filtratie stap en Ce is de concentratie van radioactief jodium na filtratie stap.

Zoals blijkt uit Figuur 4, de concentratie van radioactief jodium aanzienlijk was gedaald, en de uitstekende efficiëntie werd verkregen door middel van een filtratie stap. De prestaties van de ontzilting van Au-CAM werd in het bijzonder, niet onderdrukt door de hoge concentratie van anorganische zouten zoals natrium, cesium, en strontium en verschillende organische stoffen. In alle gevallen was de efficiëntie van de verwijdering van Au-CAM hoger dan 99,5%. Au-CAM toonde hoge verwijdering efficiëntie onder voorwaarde van de neutrale en basic (tot pH 13), echter het gedaald tot ca. 90% onder zure omstandigheden (pH = 1). Au-CAM kan bovendien worden herbruikbare voor repetitieve ontzilting van radioactief jodium in synthetische urine en zeewater. Meer dan 99% van de radioactiviteit in waterige media gevangengenomen tijdens de opeenvolgende filtratie, efficiënt met behulp van een enkele Au-CAM filter eenheid24.

Figure 1
Figuur 1 . Schematische illustratie van de ontzilting procedure in dit protocol gebruik Au-CAM. (a) fabricage van Au-CAM met behulp van een injectiespuit filter eenheid. (b) de adsorptie van radioactief jodium in een batchprocédé. (c) filtratie van radioactief jodium onder voortdurende in-flow voorwaarde. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2. Karakterisering van Au-CAM. (a) een fotografisch beeld van celluloseacetaat membraan (diameter 47 mm). (b) een fotografisch beeld van Au-CAM (diameter 47 mm). (c) het SEM-beeld van celluloseacetaat membraan (40, 000 X). (d) het SEM-beeld van de Au-CAM (40, 000 X). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3. Tijd-afhankelijke verwijdering efficiëntie van radioactief jodium met Au-CAM in zuiver water, 1,0 M NaCl en 10 mM NaI. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 4
Figuur 4 . Filtratie van radioactief jodium anionen in verschillende waterige oplossingen met behulp van de Au-CAM. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

In het afgelopen jaar zijn diverse technisch vervaardigde nanomaterialen en membranen ontwikkeld om te verwijderen van gevaarlijke radioactieve metalen en zware metalen in water op basis van hun specifieke functionaliteit in adsorptie technieken25,26,, 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 , 37. in dit onderzoek aangetoond we zeer handige methode voor het snelle en efficiënte scheiding van radioactieve halogeen soorten. Met behulp van citraat-gestabiliseerde AuNPs en een membraan verkrijgbare celluloseacetaat, Au-CAM kan gemakkelijk worden voorbereid en de fabricage stap is zeer reproduceerbaar. Zoals jodide anionen is spontaan chemisorbed op het oppervlak van AuNPs, kan Au-CAM worden toegepast op de sanering van radioactieve iodines in diverse waterige media. Onder verschillende radio-isotopen van jodium, we geselecteerd 125I- als een element van de doelstelling in deze studie omdat het straalt een lage stralingsenergie ten opzichte van andere radioactieve iodines en de halfwaardetijd van verval (59,5 dagen) is lang genoeg om een geoptimaliseerd proces. Maar de reactiviteit van 125ik- gelijk is aan andere isotopen van jodium, en dus deze methode zal worden gebruikt om meer gevaarlijke radioelementen zoals 131ik- en 129ik-.

In aanwezigheid van de hoge concentratie van concurrerende anionen zoals fosfaat, chloride en hydroxide toonde de nano-hybrid membraan (Au-CAM) uitstekende ontzilting efficiëntie en goede herbruikbaarheid. Een ander belangrijk voordeel is dat geïmmobiliseerd nanodeeltjes op een membraan van cellulose acetaat is stabiel onder hoge zout voorwaarden en gevarieerde pH. Het lijkt erop alsof dat AuNPs op het membraan van koolhydraten werden gestabiliseerd door zuurstof-atoom met functionele groepen, met inbegrip van hydroxyl en carbonyl groepen38,39. Dus, kan de hybride membraan wekenlang zonder verlies van zijn prestaties en chemische stabiliteit worden opgeslagen. Zoals blijkt uit Figuur 4, toonde Au-CAM uitstekende verwijdering efficiëntie in verschillende waterige media. De beperking van de huidige methode is dat Au-CAM niet nuttig in organische oplosmiddelen systeem inclusief alcoholen en dimethylsulfoxide, omdat cellulose acetaat gedeeltelijk in deze media opgelost wordt en zo AuNPs kunt worden vrijgesteld van het membraan zou zijn.

Er zijn verscheidene verslagen beschrijven de ontzilting van radio-isotopen in verontreinigd water met behulp van verschillende adsorbents, met inbegrip van gemodificeerde membranen40,41,42. Het continue proces in de huidige studie is superieur aan conventioneel gebruikte methoden op het gebied van ion-selectiviteit, verwijdering efficiëntie en herbruikbaarheid. Met behulp van een enkele Au-CAM (diameter: 25 mm), ca. 90 mL van waterige afvalstoffen kan worden gezuiverd in 1 min. Verwacht wordt dat een heleboel Au-CAM filters gemakkelijk zal worden geproduceerd in een korte tijd, omdat grootschalige synthese en karakterisering van de citraat-gestabiliseerde AuNPs reeds lang gevestigde waren. Tezamen, zal Au-CAM een veelbelovende adsorberende systeem waard te onderzoeken voor de praktische sanering van industriële en medische radioactief jodium afval.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Dit werk werd ondersteund door het onderzoek subsidie van de National Research Foundation van Korea (verlenen van nummer: 2017M2A2A6A01070858).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hydrochloric acid DUKSAN 1129
Nitric acid  JUNSEI 37335-1250
Chloroautic chloride trihydrate (HAuCl4·3H2O) Sigma Aldrich 254169
Sodium citrate tribasic dihydrate Sigma Aldrich 71402
[125I]NaI  Perkin-Elmer NEZ033A010MC
Sodium chloride Sigma Aldrich S9888
Sodium iodide Sigma Aldrich 383112
Sodium hydroxide Sigma Aldrich S5881
Lithium L-lactate Sigma Aldrich L2250 Synthetic urine
Citric acid Sigma Aldrich C1909 Synthetic urine
Sodium hydrogen carbonate JUNSEI 43305-1250 Synthetic urine
Urea Sigma Aldrich U1250 Synthetic urine
Calcium chloride JUNSEI 18230-0301 Synthetic urine
Magnesium sulfate SAMCHUN M0146 Synthetic urine
Potassium dihydrogen phosphate JUNSEI 84185A1250 Synthetic urine
Dipotassium hydrogen phosphate JUNSEI 84120-1250 Synthetic urine
Sodium sulfate JUNSEI 83260-1250 Synthetic urine
Ammonium chloride Sigma Aldrich A9434 Synthetic urine
Sea water Sigma Aldrich S9148
1x PBS Thermo SH30256.01
Cellulose acetate membranes (pore size: 0.20 μm, diameter: 25 mm) Advantec MFS 25CS045AS
Cellulose acetate membranes (pore size: 0.20 μm, diameter: 47 mm) Advantec MFS C045A047A
47 mm Glass Microanalysis Holders Advantec MFS KG47(311400)
Petri dish (50 mm diameter ´ 15 mm height) SPL 10050
Gamma counter Perkin-Elmer 2480 WIZARD2 Model number
UV-vis spectrophotometer Thermo GENESYS 10 Model number
Transmission electron microscopy Hitachi H-7650 Model number
Field Emission Scanning electron microscope FEI Verios 460L Model number

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ojovan, M. I. Handbook of Advanced Radioactive Waste Conditioning Technologies. , Woodhead Publishing Limited. Cambridge. (2011).
  2. Abdel Rahman, R. O., Ibrahim, H. A., Hung, Y. -T. Liquid Radioactive Wastes Treatment: A Review. Water. 3, 551-565 (2011).
  3. Khayet, M., Matsuura, T. Radioactive decontamination of water. Desalination. 321, 1-2 (2013).
  4. McLaughlin, P. D., Jones, B., Maher, M. M. An update on radioactive release and exposures after the Fukushima Dai-ichi nuclear disaster. The British Journal of Radiolog. 85, 1222-1225 (2012).
  5. Chernobyl Forum Expert Group 'Environment'. Environmental Consequences of the Chernobyl Accident and their Remediation: Twenty Years of Experience. International Atomic Energy Agency. , Vienna. (2006).
  6. Hou, X., et al. Iodine-129 in seawater offshore Fukushima: distribution, inorganic speciation, sources, and budget. Environmental Science & Technology. 47, 3091-3098 (2013).
  7. Mu, W., Yu, Q., Li, X., Wei, H., Jian, Y. Adsorption of radioactive iodine on surfactant-modified sodium niobate. RSC Advances. 6, 81719-81725 (2016).
  8. Yang, D., Liu, H., Liu, L., Sarina, S., Zheng, Z., Zhu, H. Silver oxide nanocrystals anchored on titanate nanotubes and nanofibers: promising candidates for entrapment of radioactive iodine anions. Nanoscale. 5, 11011-11018 (2013).
  9. Yang, D., et al. Capture of radioactive cesium and iodide ions from water by using titanate nanofibers and nanotubes. Angewandte Chemie International Edition. 50, 10594-10598 (2011).
  10. Cheng, Q., et al. Adsorption of gaseous radioactive iodine by Ag/13X zeolite at high temperatures. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 303, 1883-1889 (2015).
  11. Bennett, T. D., Saines, P. J., Keen, D. A., -C, T. anJ., Cheetham, A. K. Ball-Milling-Induced Amorphization of Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIFs) for the Irreversible Trapping of Iodine. Chemistry - A European Journal. 19, 7049-7055 (2013).
  12. Huang, P. S., Kuo, C. H., Hsieh, C. C., Horng, Y. C. Selective capture of volatile iodine using amorphous molecular organic solids. Chemical Communications. 48, 3227-3229 (2012).
  13. Chapman, K. W., Chupas, P. J., Nenoff, T. M. Radioactive Iodine Capture in Silver-Containing Mordenites through Nanoscale Silver Iodide Formation. Journal of the American Chemical Society. 132, 8897-8899 (2010).
  14. Watanabe, Y., et al. Novel Long-Term Immobilization Method for Radioactive Iodine-129 Using a Zeolite/Apatite Composite Sintered Body. ACS Applied Materials & Interfaces. 1, 1579-1584 (2009).
  15. Massasso, G., et al. Molecular iodine adsorption within Hofmann-type structures M(L)[M'(CN)4] (M = Ni, Co; M' = Ni, Pd, Pt): impact of their composition. Dalton Transactions. 44, 19357-19369 (2015).
  16. Falaise, C., Volkringer, C., Facqueur, J., Bousquet, T., Gasnot, L., Loiseau, T. Capture of iodine in highly stable metal-organic frameworks: a systematic study. Chemical Communications. 49, 10320-10322 (2013).
  17. Sava, D. F., et al. Capture of Volatile Iodine, a Gaseous Fission Product, by Zeolitic Imidazolate Framework-8. Journal of the American Chemical Society. 133, 12398-12401 (2011).
  18. Zhang, Z. J., et al. A new type of polyhedron-based metal-organic frameworks with interpenetrating cationic and anionic nets demonstrating ion exchange, adsorption and luminescent properties. Chemical Communications. 47, 6425-6427 (2011).
  19. Li, G., et al. Highly efficient I2 capture by simple and low-cost deep eutectic solvents. Green Chemistry. 18, 2522-2527 (2016).
  20. Yan, C., Mu, T. Investigation of ionic liquids for efficient removal and reliable storage of radioactive iodine: a halogen-bonding case. Physical Chemistry Chemical Physics. 16, 5071-5075 (2014).
  21. Choi, M. H., et al. Efficient bioremediation of radioactive iodine using biogenic gold nanomaterial-containing radiation-resistant bacterium, Deinococcus radiodurans R1. Chemical Communications. 53, 3937-3940 (2017).
  22. Kim, Y. H., et al. Tumor targeting and imaging using cyclic RGD-PEGylated gold nanoparticle probes with directly conjugated iodine-125. Small. 7, 2052-2060 (2011).
  23. Choi, M. H., et al. Gold-Nanoparticle-Immobilized Desalting Columns for Highly Efficient and Specific Removal of Radioactive Iodine in Aqueous Media. ACS Applied Materials & Interfaces. 8, 29227-29231 (2016).
  24. Mushtaq, S., et al. Efficient and selective removal of radioactive iodine anions using engineered nanocomposite membranes. Environmental Science: Nano. 4, 2157-2163 (2017).
  25. Awual, M. R., Ismael, M. Efficient gold(III) detection, separation and recovery from urban mining waste using a facial conjugate adsorbent. Sensors and Actuators B: Chemical. 196, 457-466 (2014).
  26. Awual, M. R., Hasan, M. M., Naushad, M., Shiwaku, H., Yaita, T. Preparation of new class composite adsorbent for enhanced palladium(II) detection and recovery. Sensors and Actuators B: Chemical. 209, 790-797 (2015).
  27. Awual, M. R., Hasan, M. M. Fine-tuning mesoporous adsorbent for simultaneous ultra-trace palladium(II) detection, separation and recovery. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 21, 507-515 (2015).
  28. Awual, M. R. Ring size dependent crown ether based mesoporous adsorbent for high cesium adsorption from wastewater. Chemical Engineering Journal. 303, 539-546 (2016).
  29. Awual, M. R., Miyazaki, Y., Taguchi, T., Shiwaku, H., Yaita, T. Encapsulation of cesium from contaminated water with highly selective facial organic-inorganic mesoporous hybrid adsorbent. Chemical Engineering Journal. 291, 128-137 (2016).
  30. Awual, M. R., Yaita, T., Taguchi, T., Shiwaku, H., Suzuki, S., Okamoto, Y. Selective cesium removal from radioactive liquid waste by crown ether immobilized new class conjugate adsorbent. Journal of Hazardous Materials. 278, 227-235 (2014).
  31. Awual, M. R., Suzuki, S., Taguchi, T., Shiwaku, H., Okamoto, Y., Yaita, T. Radioactive cesium removal from nuclear wastewater by novel inorganic and conjugate adsorbents. Chemical Engineering Journal. 242, 127-135 (2014).
  32. Awual, M. R., et al. Efficient detection and adsorption of cadmium (II) ions using innovative nano-composite materials. Chemical Engineering Journal. 343, 118-127 (2018).
  33. Awual, M. R. New type mesoporous conjugate material for selective optical copper(II) ions monitoring & removal from polluted waters. Chemical Engineering Journal. 307, 85-94 (2017).
  34. Awual, M. R. Novel nanocomposite materials for efficient and selective mercury ions capturing from wastewater. Chemical Engineering Journal. 307, 456-465 (2017).
  35. Awual, M. R. Solid phase sensitive palladium(II) ions detection and recovery using ligand based efficient conjugate nanomaterials. Chemical Engineering Journal. 300, 264-272 (2016).
  36. Awual, M. R. Assessing of lead(III) capturing from contaminated wastewater using ligand doped conjugate adsorbent. Chemical Engineering Journal. 289, 65-73 (2016).
  37. Awual, M. R. A novel facial composite adsorbent for enhanced copper (II) detection and removal from wastewater. Chemical Engineering Journal. 266, 368-375 (2015).
  38. Kaushik, M., Moores, A. Review: nanocelluloses as versatile supports for metal nanoparticles and their applications in catalysis. Green Chemistry. 18, 622-637 (2016).
  39. Jang, H., Kim, Y. K., Ryoo, S. R., Kim, M. H., Min, D. H. Facile synthesis of robust and biocompatible gold nanoparticles. Chemical Communication. 46, 583-585 (2010).
  40. Bolisetty, S., Mezzenga, R. Amyloid-carbon hybrid membranes for universal water purification. Nature Nanotechnology. 11, 365-371 (2016).
  41. Zakrzewska-Trznadel, G. Advances in membrane technologies for the treatment of liquid radioactive waste. Desalination. 321, 119-130 (2013).
  42. Rana, D., Matsuura, T., Kassim, M. A., Ismail, A. F. Radioactive decontamination of water by membrane processes - A review. Desalination. 321, 77-92 (2013).

Tags

Engineering kwestie 137 goud nanodeeltjes Membraanfilter radioactief jodium radioactief afval absorberend ontzilting sanering celluloseacetaat membraan
Een efficiënte methode voor selectief ontzilting van radioactief jodium anionen met behulp van de gouden nanodeeltjes-Embedded membraanfilter
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shim, H. E., Mushtaq, S., Jeon, J.More

Shim, H. E., Mushtaq, S., Jeon, J. An Efficient Method for Selective Desalination of Radioactive Iodine Anions by Using Gold Nanoparticles-Embedded Membrane Filter. J. Vis. Exp. (137), e58105, doi:10.3791/58105 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter