Une méthode efficace pour le dessalement rapide et sélective des ions d’iode radioactif dans plusieurs solutions aqueuses est décrit en utilisant des filtres de membrane immobilisée nanoparticules or d’acétate de cellulose.
Article de méthode
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Une méthode efficace pour le dessalement rapide et sélective des ions d’iode radioactif dans plusieurs solutions aqueuses est décrit en utilisant des filtres de membrane immobilisée nanoparticules or d’acétate de cellulose.
Ici, nous démontrons un protocole de détail pour la préparation des membranes composites nanomatériaux incorporé et son application à l’élimination efficace et sélectives des iodes radioactifs. En utilisant des nanoparticules d’or citrate-stabilisé (diamètre moyen : 13 nm) et les membranes d’acétate de cellulose, or membranes d’acétate de cellulose NANOPARTICULE incorporé (UA-CAM) ont facilement été fabriquées. Les nano-adsorbants sur UA-CAM ont été extrêmement stables en présence de forte concentration de sels inorganiques et de molécules organiques. Les ions iodure dans des solutions aqueuses pourraient rapidement être capturées par cette membrane machinée. Grâce à un procédé de filtration à l’aide d’une unité de filtration contenant UA-CAM, excellente efficacité (> 99 %) aussi bien que sélectives dessalement résultat a été obtenu en peu de temps. En outre, Au-CAM fourni bonne réutilisation sans diminution significative de ses performances. Ces résultats suggèrent que la technologie actuelle en utilisant la membrane machiné hybride sera un processus prometteur pour la décontamination à grande échelle d’iode radioactif de déchets liquides.
Depuis plusieurs décennies, une quantité énorme de déchets liquides radioactifs a été générée par les réacteurs nucléaires, installations de recherche et instituts médicaux. Ces polluants ont souvent été une menace palpable à l’environnement et la santé humaine1,2,3. En particulier, l’iode radioactif est reconnu comme un des éléments plus dangereux des accidents de la centrale nucléaire. Par exemple, un environnement rapport sur la Fukushima et de Tchernobyl réacteur nucléaire ont démontré que la quantité de libérée iodes radioactifs dont 131I (t1/2 = 8,02 jours) et 129je (t1/2 = 15,7 millions d’années) dans l’environnement était plus gros que ceux d’autres radionucléides4,5. En particulier, l’exposition de ces radio-isotopes abouti à haute absorption et enrichissement dans la thyroïde humaine6. En outre, les iodes radioactifs libérés peuvent causer grave contamination des sols, l’eau de mer et l’eau souterraine en raison de leur grande solubilité dans l’eau. Par conséquent, un grand nombre de processus d’assainissement à l’aide de différents adsorbants inorganiques et organiques ont été étudiés pour capturer les iodes radioactifs déchets aqueux7,8,9,10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20. bien que des efforts considérables ont été consacrés au développement de systèmes avancés de l’adsorbants, la mise en place d’une méthode de décontamination montrant des performances satisfaisantes sous condition de flux continue était très limité. Récemment, nous avons rapporté un procédé de dessalement roman montrant la bonne efficacité, la sélectivité ionique, durabilité et réutilisabilité en utilisant des matériaux nano-composite hybride de nanoparticule or (AuNPs)21,22 , 23. parmi eux, membranes d’acétate de cellulose de nanoparticules-embedded or (UA-CAM) a facilité le dessalement très efficace des ions iodure sous un système de flux continu, comparé à celles des matériaux adsorbants existants. En outre, l’ensemble de la procédure pourrait être fini en peu de temps, qui était un autre avantage pour le traitement des déchets nucléaires produit de l’utilisation dans des applications médicales et industrielles. L’objectif global de ce manuscrit est de fournir un protocole étape par étape pour la préparation de l’UA-CAM24. Nous démontrons également un procédé de filtration rapide et commode pour la capture sélective des ions d’iode radioactif en utilisant les membranes composites machinés. Le protocole détaillé dans le présent rapport offre une application utile de nanomatériaux dans le domaine de la recherche des sciences de l’environnement.
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1. synthèse de nanoparticules d’or Citrate-stabilisé
2. Elaboration de membranes hybrides (UA-CAM)
3. adsorption d’iode radioactif par UA-CAM dans un système discontinu
4. dessalement d’iode radioactif sous Condition de flux continue
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Nous avons démontré des méthodes simples pour la confection d’UA-CAM à l’aide de stabilisé citrate AuNPs et acétate de cellulose membrane (Figure 1a). La surface d’UA-CAM a été observée par SEM qui a montré que les nanomatériaux ont été incorporés stablement sur les nanofibres de cellulose (Figure 2). Les nanoparticules incarcérés sur la membrane se sont maintenues de façon stable et n’étaient pas libérés de la m...
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Dans les récentes années, divers nanomatériaux et les membranes ont été développés pour éliminer les métaux radioactifs dangereux et les métaux lourds dans l’eau fondé sur leurs fonctionnalités propres à l’adsorption des techniques25,26, 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , ...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail a été soutenu par la subvention de recherche de la Fondation de recherche National de Corée (numéro de licence : 2017M2A2A6A01070858).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Acide chlorhydrique | DUKSAN | 1129 | |
| Acide nitrique ; | JUNSEI | 37335-1250 | |
| Chlorure de chloroautique trihydraté (HAuCl4· ; 3H2O) | Sigma Aldrich | 254169 | |
| Citrate de sodium tribasique dihydraté | Sigma Aldrich | 71402 | |
| [125I]NaI ; | Perkin-Elmer | NEZ033A010MC | |
| Chlorure | de sodium Sigma Aldrich | S9888 | |
| Iodure de sodium | Sigma Aldrich | 383112 | |
| Hydroxyde de sodium | Sigma Aldrich | S5881 | |
| Lithium L-lactate | Sigma Aldrich | L2250 | Urine synthétique |
| Acide citrique | Sigma Aldrich | C1909 | Synthétique urine |
| Hydrogénocarbonate de sodium | JUNSEI | 43305-1250 | Urine synthétique |
| Urea | Sigma Aldrich | U1250 | Urine synthétique |
| Chlorure de calcium | JUNSEI | 18230-0301 | Urine synthétique |
| Sulfate de magnésium | SAMCHUN | M0146 | Urine synthétique |
| Dihydrogénophosphate de potassium | JUNSEI | 84185A1250 | Urine synthétique |
| Hydrogénophosphate dipotassique | JUNSEI | 84120-1250 | Urine synthétique |
| Sulfate de sodium | JUNSEI | 83260-1250 | Urine synthétique |
| Chlorure d’ammonium | Sigma Aldrich | A9434 | Urine synthétique |
| Eau de mer | Sigma Aldrich | S9148 | |
| 1x PBS | Thermo | SH30256.01 | |
| Membranes en acétate de cellulose (taille des pores : 0,20 &mu ; m, diamètre : 25 mm) | Advantec MFS | 25CS045AS | |
| Membranes en acétate de cellulose (taille des pores : 0,20 &mu ; m, diamètre : 47 mm) | Advantec MFS | C045A047A | |
| 47 mm Supports de microanalyse en verre | Advantec MFS | KG47(311400) | |
| Boîte de Pétri (50 mm de diamètre et 15 mm de hauteur aiguë) | SPL | 10050 | |
| Compteur gamma | Perkin-Elmer | 2480 WIZARD2 | Numéro de modèle |
| Spectrophotomètre UV-vis | Thermo | GENESYS 10 | Numéro de modèle |
| Microscopie électronique à transmission | Hitachi | H-7650 | Numéro de modèle |
| Microscope électronique à balayage par émission de champ | FEI | Verios 460L | Numéro de modèle |
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