近日，中科院合肥物质院核能安全所黄群英研究员项目组制备了一种新型无机硅基吸附材料，可用于酸性介质中锶的高选择性分离，相关研究成果发表在化工领域国际知名期刊Separation and Purification Technology上。
放射性锶（90Sr）因其较高的生物化学毒性被认为是危害最高的放射性核素之一。在高放废液玻璃固化过程中，90Sr的存在将使玻璃基体不稳定并导致放射性核素浸出。在玻璃固化工艺之前将90Sr从高放废液中有效分离可减少热量产生，并缩短玻璃基体在储存库中的冷却时间，有利于放射性废物的进一步深地质处置。
针对上述问题，该项目组利用真空浸渍法和氧化法制备了一种新型硅基无机吸附材料Sb2O5/SiO2，研究了该吸附材料在低酸（pH 6）和高酸（1?M HNO3）介质中对锶稳定核素的吸附行为。研究结果显示，所制备的吸附材料具有良好的耐酸稳定性，在低酸和高酸介质中对锶稳定核素均展现出良好的吸附效果；吸附材料对锶的吸附机制为离子交换，且吸附过程伴随着能量的降低和电荷的转移。该研究不仅开发了一种高稳定性新型硅基吸附材料的制备方法，也为酸性环境下锶的选择性分离研究提供了相关实验数据和理论依据。
该项研究工作得到国家自然科学基金的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.124347
图1 Sb2O5/SiO2制备过程示意图
图2 (a) 吸附机理示意图和(b-c) 吸附锶前后Sb2O5/SiO2的差分电荷密度