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

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van waterbehandeling en duurzame sanering, zoals de efficiënte verwijdering van radioactief jodium uit waterige media door het gebruik van hybride nanocomposite materialen. Het belangrijkste of de betere zaak van deze techniek is dat radioactieve elementen in een gemengde zout- en organische stoffen snel kunnen worden verwijderd door een eenvoudig filtratieproces op een zeer efficiënte manier. Videodemonstratie van deze materie is cruciaal, aangezien de omgang met en de behandeling van radioactief vloeibaar afval speciale zorg vereist, inclusief persoonlijke en milieubescherming tegen de verspreiding van radioactieve besmetting.

De procedures zullen worden gedemonstreerd door Ha Eun Shim, een afstudeerstudent uit mijn lab. Voeg 120 milliliter chloroaurenzuuroplossing toe aan een gewassen tweekolsige ronde bodemfles en verhit deze tot reflux onder constant roeren. Voeg snel 12 milliliter natriumcitraat tribasic-oplossing toe aan de tweekolsige ronde bodemfles.

Reflux de resulterende mengsel gedurende nog eens 20 minuten voor de volledige reductie van het goudzout. Laat de colloïdale suspensie van nanodeeltjes afkoelen tot kamertemperatuur. Meet de concentratie van de goudnanodeeltjes met UV-Vis-spectroscopie bij een golflengte van 520 nanometer met behulp van een kwarts cuvette.

Voeg nu een enkele druppel goudnanodeeltjes suspensie toe aan een 400-mesh koolstof gecoate koperrooster. Droog de rooster op kamertemperatuur voordat je de grootte van de goudnanodeeltjes meet met transmissie-elektronenmicroscopie. Bewaar de colloïdale goudnanodeeltjes suspensie op vier graden Celsius.

Om de goudnanodeeltjes-ingebedde membraanfilter te bereiden met behulp van een spuitunit, was eerst een celluloseacetaatmembraan ondersteund door een filterunit drie keer met gedeïoniseerd water. Trek 10 milliliter citraat-gestabiliseerde goudnanodeeltjes op met een steriele spuit en voeg het langzaam toe aan de vooraf gewassen celluloseacetaatmembraanfilter. Was de filterunit met 10 milliliter gedeïoniseerd water drie keer om niet-geïmmobiliseerde goudnanodeeltjes te verwijderen.

Alternatief, om het goudnanodeeltjesmembraanfilter voor te bereiden met een vacuümpomp, plaats het celluloseacetaatmembraan tussen een filterhouder met gefreesde glazen ondersteuning en een afgemeten trechter. Verbind een gecombineerde eenheid van de gefreesde glazen ondersteuning en afgemeten trechter met een herstelfles en een vacuümpomp. Voeg 10 milliliter citraat-gestabiliseerde goudnanodeeltjes toe aan de afgemeten trechter.

Pas vervolgens een vacuüm toe totdat alle goudnanodeeltjes door het celluloseacetaatmembraan zijn gepasseerd. Herhaal dezelfde procedure aan de andere kant van het membraan om goudnanodeeltjes aan beide zijden van het membraan te immobiliseren. Analyseer het oppervlak van de goudnanodeeltjes-ingebedde celluloseacetaatmembraan of goud CAM met behulp van rasterelektronenmicroscopie onder hoogwaardige omstandigheden met de versnellingsspanningen tot 15 kilovolt.

Verdun radioactief jodium in drie milliliter puur water, een molair natriumchloride of 10 nanomolair natriumjodide, en voeg elke oplossing toe aan een Petri-schaal. Standaard richtlijnen voor stralingsveiligheid moeten worden nageleefd bij het werken met radioactief jodium. Plaats de goud CAM die is bereid met behulp van een vacuümfilter in de radioactieve jodiumoplossingen.

Schud ze voorzichtig bij kamertemperatuur. Trek 10 microliter van de radioactieve jodiumoplossing uit de Petri-schaal op gegeven tijdstippen. Meet vervolgens de radioactiviteit van de aliquot met behulp van een automatische gammateller.

Spoel de goud CAM na 120 minuten met gezuiverd water. Meet tenslotte de hoeveelheid radioactiviteit die op het membraan is vastgelegd met behulp van de automatische gammateller. Om radioactieve jodiumanionen te verwijderen met behulp van een goud CAM-filter, lost u het radioactieve jodium op in 50 milliliter van verschillende waterige oplossingen.

Trek 50 milliliter van elke oplossing op met een steriele spuit en laat het door de goud CAM-filtereenheid stromen met een instroomsnelheid van ongeveer 1,5 milliliter per seconde met behulp van een spuitunit. Breng vijf milliliter van het filtraat over in een plastic fles voor kwantificering van de radioactiviteit in de oplossing. Meet de hoeveelheid resterende radioactiviteit in de filtraatoplossing met behulp van de automatische gammateller.

Voer tenslotte de herbruikbaarheidstest uit op de goud CAM-filter zoals beschreven in het tekstprotocol. Na een incubatie van 30 minuten had de goud CAM-filter het grootste deel van het radioactieve jodium in puur water en in een molair natriumchloride vastgelegd. Aan de andere kant werd de adsorptie van radioactiviteit volledig geremd in de aanwezigheid van niet-radioactief natriumjodide omdat het oppervlak van de goudnanodeeltjes werd bezet door jodideanionen.

De radioactieve jodiumoplossingen werden door een filtereenheid met goud CAM geleid. De hoeveelheid resterende radioactiviteit in het filtraat werd vervolgens gemeten. Uitstekende efficiëntie werd verkregen door de filtratiestap, waardoor de concentratie van radioactief jodium significant werd verlaagd.

In het bijzonder werd de ontziltingsprestatie van goud CAM niet onderdrukt door hoge concentraties anorganische zouten zoals natrium, cesium en strontium. Bovendien kon goud CAM herbruikbaar zijn voor herhaalde ontzilting van radioactief jodium in synthetisch urine en zeewater. Hoewel deze methode inzicht kan geven in de sanering van radioactief afval uit verschillende waterige media, kan deze ook worden toegepast op andere radio-isotopen en giftige zware metalen door het introduceren van metaalchelators en anorganische composieten op het oppervlak van goudnanodeeltjes.

Volgens deze procedure kan het automatische vervuilde waterbehandelingssysteem worden verkend en ontworpen voor praktische implementatie van deze studie op groot industrieel niveau. Vergeet niet dat het werken met radioactief materiaal extreem gevaarlijk kan zijn, en voorzorgsmaatregelen zoals goed geventileerde afzuiging, persoonlijke bescherming en minimale blootstelling aan gevaarlijke materialen moeten altijd worden genomen tijden