2018년 7월 13일
금 나노 입자 움직일 셀 루 로스 아세테이트 멤브레인 필터를 사용 하 여 여러 수성 솔루션에 방사성 요오드의 신속 하 고 이온 선택적 담 수에 대 한 효율적인 방법 설명 합니다.
이 방법은 하이브리드 나노 복합 재료를 사용하여 수성 매체에서 방사성 요오드를 효율적으로 제거하는 것과 같은 수처리 및 지속 가능한 복원 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 또는 더 나은 점은 소금과 유기 물질이 혼합된 방사성 원소를 고효율 물질에서 간단한 여과 공정으로 빠르게 제거할 수 있다는 것입니다. 방사성 액체 폐기물의 취급 및 처리에는 방사성 오염 확산에 대한 개인 및 환경 보호를 포함한 특별한 주의가 필요하기 때문에 이 문제에 대한 비디오 시연이 중요합니다.
절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 대학원생인 심하은(Ha Eun Shim)입니다. 세척된 2구 둥근 바닥 플라스크에 120ml의 클로로오우르산 용액을 넣고 일정한 교반으로 환류하도록 가열합니다. 12ml의 구연산나트륨 삼염기성 용액을 2구 둥근 바닥 플라스크에 빠르게 첨가합니다.
생성된 혼합물을 금염의 완전한 감소를 위해 20분 더 환류시킵니다. 나노 입자의 콜로이드 현탁액을 실온으로 냉각시킵니다. 석영 큐벳을 사용하여 520나노미터의 파장에서 UV-Vis 분광법으로 금 나노 입자의 농도를 측정합니다.
이제 금 나노 입자 현탁액 한 방울을 400메쉬 탄소 코팅 구리 그리드에 추가합니다. 투과 전자 현미경으로 금 나노 입자의 크기를 측정하기 전에 실온에서 그리드를 건조시킵니다. 콜로이드 금 나노입자 현탁액을 섭씨 4도로 유지합니다.
주사기 장치를 사용하여 금 나노 입자가 내장된 멤브레인 필터를 준비하려면 먼저 필터 장치에 의해 지지되는 셀룰로오스 아세테이트 멤브레인을 탈이온수로 세 번 세척합니다. 멸균 주사기로 시트레이트 안정화 금 나노 입자 10ml를 빼내고 사전 세척된 셀룰로오스 아세테이트 멤브레인 필터에 천천히 추가합니다. 필터 장치를 10ml의 탈이온수로 세 번 세척하여 고정되지 않은 금 나노 입자를 제거합니다.
또는 진공 펌프로 금 나노 입자 멤브레인 필터를 준비하려면 필터 홀더 프릿 유리 지지대와 눈금이 매겨진 깔때기 사이에 셀룰로오스 아세테이트 멤브레인을 배치합니다. 프릿 유리 지지대와 눈금이 매겨진 깔때기의 결합된 장치를 회수 플라스크와 진공 펌프에 연결합니다. 10ml의 시트레이트 안정화 금 나노 입자를 눈금이 매겨진 깔때기에 추가합니다.
그런 다음 모든 금 나노 입자가 셀룰로오스 아세테이트 멤브레인을 통과할 때까지 진공을 적용합니다. 멤브레인의 다른 쪽에서도 동일한 절차를 반복하여 멤브레인의 양쪽에서 금 나노 입자를 고정시킵니다. 최대 15kW의 가속 전압으로 고성능 조건에서 주사 전자 현미경을 사용하여 금 나노 입자가 포함된 셀룰로오스 아세테이트 멤브레인 또는 금 CAM의 표면을 분석합니다.
방사성 요오드를 순수한 물 3ml, 염화나트륨 1몰 또는 요오드화나트륨 10나노몰에 희석하고 각 용액을 페트리 접시에 넣습니다. 방사성 요오드로 작업할 때는 표준 방사선 안전 지침을 준수해야 합니다. 진공 필터를 사용하여 준비한 금 CAM을 방사성 요오드 용액에 넣습니다.
실온에서 부드럽게 흔듭니다. 주어진 시점에서 페트리 접시에서 방사성 요오드 용액 10마이크로리터를 회수합니다. 그런 다음 자동 감마 계수기를 사용하여 부분 표본의 방사능을 측정합니다.
120분 후에 정제수로 골드 CAM을 헹굽니다. 마지막으로, 자동 감마 계수기를 사용하여 멤브레인에 포집된 방사능의 양을 측정합니다. 골드 CAM 필터를 사용하여 방사성 요오드 음이온을 제거하려면 방사성 요오드를 50ml의 여러 수용액에 용해시킵니다.
멸균 주사기로 각 용액을 50ml씩 빼내고 주사기 장치를 사용하여 초당 약 1.5ml의 유입 속도로 금 CAM 필터 장치를 통과시킵니다. 용액 내 방사능을 정량화하기 위해 5ml의 여과액을 플라스틱 바이알에 옮깁니다. 자동 감마 계수기를 사용하여 여과액 용액의 잔류 방사능량을 측정합니다.
마지막으로, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 gold CAM 필터에 대한 재사용성 테스트를 수행합니다. 30분 배양 후, 골드 CAM 필터는 순수한 물과 염화나트륨 1몰에서 대부분의 방사성 요오드를 포착했습니다. 반면에, 방사능의 흡착은 비 방사성 요오드화 나트륨의 존재 하에서 완전히 억제되었는데, 이는 금 나노 입자의 표면이 요오드화물 음이온에 의해 점유되어 있기 때문이다.
방사성 요오드 용액은 금 CAM을 함유한 필터 장치를 통과시켰다. 그런 다음 여과액에 잔류 방사선의 양을 측정했습니다. 여과 단계를 통해 우수한 효율을 얻어 방사성 요오드의 농도를 크게 감소시켰습니다.
특히, 금 CAM의 담수화 성능은 나트륨, 세슘, 스트론튬과 같은 고농도의 무기염에 의해 억제되지 않았다. 또한, 금 CAM은 합성 소변 및 해수에서 방사성 요오드의 반복적인 담수화를 위해 재사용할 수 있습니다. 이 방법은 다양한 수성 매체의 방사성 폐기물 복원에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만, 금 나노입자 표면에 금속 킬레이터와 무기 복합체를 도입하여 다른 방사성 동위원소 및 독성 중금속에도 적용할 수 있습니다.
이 절차에 따라 자동 오염 수처리 시스템을 탐색하고 설계하여 대규모 산업 규모에서 이 연구를 실제로 구현할 수 있습니다. 방사성 물질로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으며 이 절차를 수행하는 동안 환기가 잘 되는 흄 후드, 개인 보호 장치 및 위험 물질에 대한 최소 노출과 같은 예방 조치를 항상 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.
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이 기사는 금 나노 입자로 고정화 된 셀룰로오스 아세테이트 멤브레인 필터를 사용하여 수용액에서 방사성 요오드를 빠르고 이온 선택적으로 제거하는 효율적인 방법을 설명합니다. 이 기술은 간단한 여과 과정을 통해 방사성 원소와 유기 물질을 효과적으로 제거할 수 있습니다.
This method addresses the critical challenge of removing radioactive iodine from complex aqueous waste streams, a key concern in nuclear waste management and environmental remediation. By enabling rapid, selective capture of iodide anions through a simple filtration process, it offers a scalable solution for decontamination workflows. The technology supports predictive confidence in waste treatment efficacy and reduces mechanistic uncertainty in radionuclide sequestration.
The method fits within early-stage discovery workflows for environmental toxin mitigation, particularly where selective anion removal precedes downstream analysis or safe disposal. It enables hypothesis testing around nanomaterial selectivity and provides quantitative outputs for go/no-go decisions in remediation platform development.