科學(xué)島團(tuán)隊(duì)在酸性介質(zhì)中高選擇性分離鍶方面取得新進(jìn)展

近日，中科院合肥物質(zhì)院核能安全所黃群英研究員項(xiàng)目組制備了一種新型無(wú)機(jī)硅基吸附材料，可用于酸性介質(zhì)中鍶的高選擇性分離，相關(guān)研究成果發(fā)表在化工領(lǐng)域國(guó)際知名期刊Separation and Purification Technology上。

放射性鍶（90Sr）因其較高的生物化學(xué)毒性被認(rèn)為是危害最高的放射性核素之一。在高放廢液玻璃固化過(guò)程中，90Sr的存在將使玻璃基體不穩(wěn)定并導(dǎo)致放射性核素浸出。在玻璃固化工藝之前將90Sr從高放廢液中有效分離可減少熱量產(chǎn)生，并縮短玻璃基體在儲(chǔ)存庫(kù)中的冷卻時(shí)間，有利于放射性廢物的進(jìn)一步深地質(zhì)處置。

針對(duì)上述問(wèn)題，該項(xiàng)目組利用真空浸漬法和氧化法制備了一種新型硅基無(wú)機(jī)吸附材料Sb2O5/SiO2，研究了該吸附材料在pH 6至4 M硝酸介質(zhì)中對(duì)鍶的吸附行為。研究結(jié)果顯示，團(tuán)隊(duì)制備的吸附材料具有良好的耐酸穩(wěn)定性，在低酸（pH 6）和高酸（1 M HNO3）介質(zhì)中對(duì)鍶均展現(xiàn)出良好的吸附效果；吸附材料對(duì)鍶的吸附機(jī)制為離子交換，且吸附過(guò)程伴隨著能量的降低和電荷的轉(zhuǎn)移。該研究不僅開(kāi)發(fā)了一種高穩(wěn)定性新型硅基吸附材料的制備方法，也為酸性環(huán)境下鍶的選擇性分離研究提供了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

圖1 Sb2O5/SiO2制備過(guò)程示意圖

圖2 (a) 吸附機(jī)理示意圖和(b-c) 吸附鍶前后Sb2O5/SiO2的差分電荷密度