Эффективный метод для селективного опреснения анионов радиоактивного йода с использованием золотых наночастиц встроенный мембранный фильтр

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области очистки воды и устойчивого восстановления, такие как эффективное удаление радиоактивного йода из водных сред с использованием гибридных нанокомпозитных материалов. Главное или самое лучшее в этом методе заключается в том, что радиоактивные элементы в смеси соли и органических веществ могут быть быстро удалены с помощью простого процесса фильтрации в высокоэффективном веществе. Видеодемонстрация этого вопроса имеет решающее значение, поскольку обращение с радиоактивными жидкими отходами и их обработка требуют особой осторожности, включая личную защиту и защиту окружающей среды от распространения радиоактивного загрязнения.

Демонстрировать процедуры будет Ха Ын Шим, аспирант из моей лаборатории. Добавьте 120 миллилитров раствора хлорауриновой кислоты в промытую круглодонную колбу с двумя горлышками и нагрейте ее до рефлегмации при постоянном помешивании. Быстро добавьте 12 миллилитров трехосновного раствора цитрата натрия в круглодонную колбу с двугорлышком.

Обрабатывайте полученной смесью еще 20 минут для полного уменьшения содержания золота в соли. Дайте коллоидной суспензии наночастиц остыть до комнатной температуры. Измерьте концентрацию наночастиц золота с помощью УФ-ВИД спектроскопии на длине волны 520 нанометров с помощью кварцевой кюветы.

Теперь добавьте одну каплю суспензии наночастиц золота на медную сетку с углеродным покрытием 400 меш. Высушите сетку при комнатной температуре перед измерением размера наночастиц золота с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Держите суспензию наночастиц коллоидного золота при температуре четыре градуса Цельсия.

Чтобы приготовить мембранный фильтр с наночастицами золота с помощью шприца, сначала трижды промойте мембрану из ацетата целлюлозы, поддерживаемую фильтрующей установкой, деионизированной водой. Стерильным шприцем извлеките 10 миллилитров стабилизированных цитратом наночастиц золота и медленно добавьте их в предварительно промытый мембранный фильтр из ацетата целлюлозы. Трижды промойте фильтрующий блок 10 миллилитрами деионизированной воды, чтобы удалить неиммобилизованные наночастицы золота.

В качестве альтернативы, чтобы подготовить мембранный фильтр из наночастиц золота с помощью вакуумного насоса, поместите мембрану из ацетата целлюлозы между держателем фильтра, фриттированной стеклянной опорой и градуированной воронкой. Подключите комбинированный узел опоры из фриттованного стекла и градуированной воронки к колбе для восстановления и вакуумному насосу. Добавьте 10 миллилитров стабилизированных цитратом наночастиц золота в градуированную воронку.

Затем применяйте вакуум до тех пор, пока все наночастицы золота не пройдут через мембрану из ацетата целлюлозы. Повторите ту же процедуру с другой стороны мембраны, чтобы обездвижить наночастицы золота с обеих сторон мембраны. Проанализируйте поверхность мембраны из ацетата целлюлозы с наночастицами золота или CAM золота с помощью сканирующей электронной микроскопии в условиях высокой производительности с ускоряющими напряжениями до 15 киловольт.

Разведите радиоактивный йод в трех миллилитрах чистой воды, одном молярном хлориде натрия или 10 наномолярах йодида натрия и добавьте каждый раствор в чашку Петри. При работе с радиоактивным йодом следует соблюдать стандартные рекомендации по радиационной безопасности. Поместите золотой CAM, полученный с помощью вакуумного фильтра, в растворы радиоактивного йода.

Осторожно встряхните их при комнатной температуре. Извлеките 10 микролитров раствора радиоактивного йода из чашки Петри в заданные моменты времени. Затем измерьте радиоактивность аликвоты с помощью автоматического гамма-счетчика.

Промойте золотой CAM очищенной водой через 120 минут. Наконец, измерьте количество радиоактивности, захваченной мембраной, с помощью автоматического гамма-счетчика. Чтобы удалить анионы радиоактивного йода с помощью золотого фильтра CAM, растворите радиоактивный йод в 50 миллилитрах нескольких водных растворов.

Наберите по 50 миллилитров каждого раствора с помощью стерильного шприца и пропустите его через блок фильтрации gold CAM со скоростью потока около 1,5 миллилитров в секунду с помощью шприцевого блока. Перелейте пять миллилитров фильтрата в пластиковый флакон для количественного определения радиоактивности в растворе. Измерьте количество остаточной радиоактивности в растворе фильтрата с помощью автоматического гамма-счетчика.

Наконец, проведите тест на возможность повторного использования золотого фильтра CAM, как описано в текстовом протоколе. После 30-минутной инкубации золотой фильтр CAM улавливал большую часть радиоактивного йода в чистой воде и в одном моляре хлорида натрия. С другой стороны, адсорбция радиоактивности полностью ингибировалась в присутствии нерадиоактивного йодида натрия, поскольку поверхность наночастиц золота была занята анионами йодида.

Растворы радиоактивного йода пропускали через фильтрующую установку, содержащую золото CAM. Затем измеряли количество остаточной радиоактивности в фильтрате. Превосходная эффективность была получена за счет ступени фильтрации, что значительно снизило концентрацию радиоактивного йода.

В частности, эффективность опреснения золота CAM не подавлялась высокой концентрацией неорганических солей, таких как натрий, цезий и стронций. Кроме того, золотой CAM может быть повторно использован для многократного опреснения радиоактивного йода в синтетической моче и морской воде. Хотя этот метод может дать представление о восстановлении радиоактивных отходов из различных водных сред, он также может быть применен к другим радиоизотопам и токсичным тяжелым металлам путем введения металлических хелаторов и неорганических композитов на поверхность наночастиц золота.

После этой процедуры может быть изучена автоматическая система очистки загрязненной воды и спроектирована для практической реализации этого исследования в больших промышленных масштабах. Не забывайте, что работа с радиоактивными материалами может быть чрезвычайно опасной, и при выполнении этой процедуры всегда следует соблюдать меры предосторожности, такие как хорошо вентилируемые вытяжные шкафы, средства индивидуальной защиты и минимальное воздействие опасных материалов.