Um método eficiente para dessalinização seletiva de iodo radioativo ânions usando filtro de membrana incorporado de nanopartículas de ouro

Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo de tratamento de água e remediação sustentável, como a remoção eficiente de iodo radioativo de meios aquosos usando materiais nanocompósitos híbridos. A principal ou a melhor coisa dessa técnica é que os elementos radioativos em uma mistura de sal e substâncias orgânicas podem ser rapidamente removidos por um simples processo de filtração em uma questão altamente eficiente. A demonstração em vídeo deste assunto é crítica, pois o manuseio e o tratamento de resíduos líquidos radioativos requerem cuidados especiais, incluindo proteção pessoal e ambiental contra a propagação da contaminação radioativa.

Demonstrando os procedimentos estará Ha Eun Shim, uma estudante de pós-graduação do meu laboratório. Adicionar 120 mililitros de solução de ácido cloroáurico a um balão lavado de fundo redondo de dois gargalos e aquecê-lo até ao refluxo sob agitação constante. Adicione rapidamente 12 mililitros de solução tribásica de citrato de sódio ao balão de fundo redondo de dois gargalos.

Reflua a mistura resultante por mais 20 minutos para a redução completa do sal dourado. Permita que a suspensão coloidal de nanopartículas esfrie até a temperatura ambiente. Meça a concentração das nanopartículas de ouro com espectroscopia UV-Vis em um comprimento de onda de 520 nanômetros usando uma cubeta de quartzo.

Agora, adicione uma única gota de suspensão de nanopartículas de ouro em uma grade de cobre revestida de carbono de 400 malhas. Seque a grade à temperatura ambiente antes de medir o tamanho das nanopartículas de ouro com microscopia eletrônica de transmissão. Mantenha a suspensão de nanopartículas de ouro coloidal a quatro graus Celsius.

Para preparar o filtro de membrana embebido em nanopartículas de ouro usando uma unidade de seringa, primeiro lave três vezes uma membrana de acetato de celulose suportada por uma unidade de filtro com água deionizada. Retire 10 mililitros de nanopartículas de ouro estabilizadas com citrato com uma seringa estéril e adicione-as lentamente ao filtro de membrana de acetato de celulose pré-lavado. Lave a unidade de filtro com 10 mililitros de água deionizada três vezes para remover nanopartículas de ouro não imobilizadas.

Alternativamente, para preparar o filtro de membrana de nanopartículas de ouro por bomba de vácuo, coloque a membrana de acetato de celulose entre um suporte de vidro fritado porta-filtro e um funil graduado. Conecte uma unidade combinada do suporte de vidro fritado e do funil graduado a um balão de recuperação e a uma bomba de vácuo. Adicione 10 mililitros de nanopartículas de ouro estabilizadas com citrato no funil graduado.

Em seguida, aplique um vácuo até que todas as nanopartículas de ouro passem pela membrana de acetato de celulose. Repita o mesmo procedimento do outro lado da membrana para imobilizar nanopartículas de ouro em ambos os lados da membrana. Analise a superfície da membrana de acetato de celulose embebida em nanopartículas de ouro ou CAM de ouro usando microscopia eletrônica de varredura sob condições de alto desempenho com tensões de aceleração de até 15 quilovolts.

Dilua o iodo radioativo em três mililitros de água pura, um cloreto de sódio molar ou iodeto de sódio 10 nanomolar e adicione cada solução em uma placa de Petri. As diretrizes padrão de segurança contra radiação devem ser observadas ao trabalhar com iodo radioativo. Coloque o CAM de ouro que foi preparado usando um filtro de vácuo nas soluções de iodo radioativo.

Agite-os suavemente em temperatura ambiente. Retire 10 microlitros da solução de iodo radioativo da placa de Petri em determinados pontos de tempo. Em seguida, medir a radioactividade da alíquota utilizando um contador gama automático.

Enxágue o CAM dourado com água purificada após 120 minutos. Finalmente, meça a quantidade de radioatividade capturada na membrana usando o contador gama automático. Para remover ânions de iodo radioativo usando um filtro CAM de ouro, dissolva o iodo radioativo em 50 mililitros de várias soluções aquosas.

Retire 50 mililitros de cada solução com uma seringa estéril e passe-a pela unidade de filtro CAM de ouro a uma taxa de fluxo de cerca de 1,5 mililitros por segundo usando uma unidade de seringa. Transferir cinco mililitros do filtrado para um frasco de plástico para quantificar a radioactividade na solução. Medir a quantidade de radioactividade residual na solução filtrada utilizando o contador gama automático.

Por fim, execute o teste de reutilização no filtro CAM dourado conforme descrito no protocolo de texto. Após uma incubação de 30 minutos, o filtro CAM de ouro capturou a maior parte do iodo radioativo em água pura e em um molar de cloreto de sódio. Por outro lado, a adsorção de radioatividade foi inibida completamente na presença de iodeto de sódio não radioativo porque a superfície das nanopartículas de ouro foi ocupada por ânions iodeto.

As soluções de iodo radioativo foram passadas através de uma unidade de filtro contendo CAM de ouro. A quantidade de radioatividade residual no filtrado foi então medida. Excelente eficiência foi obtida através da etapa de filtração, diminuindo significativamente a concentração de iodo radioativo.

Em particular, o desempenho de dessalinização do CAM de ouro não foi suprimido pela alta concentração de sais inorgânicos, como sódio, césio e estrôncio. Além disso, o CAM de ouro pode ser reutilizável para dessalinização repetitiva de iodo radioativo em urina sintética e água do mar. Embora esse método possa fornecer informações sobre a remediação de resíduos radioativos de vários meios aquosos, ele também pode ser aplicado a outros radioisótopos e metais pesados tóxicos, introduzindo quelantes metálicos e compósitos inorgânicos na superfície de nanopartículas de ouro.

Seguindo este procedimento, o sistema automático de tratamento de água contaminada pôde ser explorado e projetado para implementação prática deste estudo em larga escala industrial. Não se esqueça de que trabalhar com materiais radioativos pode ser extremamente perigoso, e precauções como capelas de exaustão bem ventiladas, proteções pessoais e exposição mínima a materiais perigosos devem sempre ser tomadas durante a execução deste procedimento.