近日，中國科學院合肥物質院核能安全所黃群英研究員項目組與南華大學先進核燃料循環化工研究中心寧順艷教授團隊合作，研究制備了一種新型無機-有機雜化硅基吸附劑用于高酸環境中選擇性分離鍶，相關研究成果發表在化工領域期刊《環境化學工程雜志》（Journal of Environmental Chemical Engineering）上。 

　　核能的快速發展可有效緩解能源危機問題，但其所產生的長壽命放射性廢物的處理與處置仍然存在一系列困難與挑戰。在這些放射性核素中，放射性鍶（⁹⁰Sr，T_1/2 = 28.8 a，E_β = 0.54 MeV）因其高化學和生物毒性而被認為是危害較高的放射性核素之一。在高放廢液的玻璃固化過程中，因⁹⁰Sr衰變過程中持續釋放熱量將使玻璃基體不穩定并導致放射性核素浸出，因此在玻璃固化前須將90Sr從高放廢液中進行有效分離，以有利于放射性廢物的進一步深地質處置。另外，其衰變產物⁹⁰釔（⁹⁰Y）可作為一種高效放射性藥物在醫療領域發揮重要作用。因此，將⁹⁰Sr從高放廢液中選擇性分離，既有利于放射性廢物的處理與處置，又可實現二次資源化利用。利用原位聚合法在多孔二氧化硅球內部構建苯乙烯-二乙烯苯框架制備的無機-有機雜化載體、負載至穩定載體（如SiO₂-P）內部制備成無機-有機雜化吸附材料，在核素分離領域表現出良好的應用潛力。 

　　項目組利用真空浸漬法制備了一種新型無機-有機雜化硅基吸附材料HEMAP/SiO₂-P，研究了該吸附材料在高濃度硝酸介質（3 M HNO₃）中對鍶穩定核素的吸附行為。研究結果顯示，研究團隊制備的吸附材料具有良好的耐酸穩定性和吸附選擇性；該材料對鍶穩定核素具有較快的吸附速率，可在1分鐘達到吸附平衡；吸附機制為P=O官能團與鍶穩定核素之間的配位作用，且吸附過程伴隨著能量的降低和電荷的轉移。該研究不僅開發了一種新型無機-有機雜化硅基吸附材料，也為高酸環境下鍶的選擇性分離研究提供了相關實驗數據和理論依據。 

　　該項研究工作得到國家自然科學基金的資助。 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110529　　

 

圖1 吸附過程與機理示意圖及材料的吸附選擇性結果