2011年东京电力福岛第一核电站事故放射性碳净化工作稳步推进。据日本政府环境省透露，除难以返回地区外，根据《特别措施法》，所有地区的除污工作已于2018年3月19日完成。在去污工作中，由于放射性铯集中在土壤的顶部~ 5cm，地面表层土壤被清除。然后采用溶液处理对污染土壤进行体积缩小，产生大量含放射性Cs的混浊水等二次废物。从未来放射性铯污染土壤产品的回收再利用和降低净化成本的角度出发，在溶液处理的同时，节水问题也引起了人们的关注。

图1所示。水溶液中(a)微超声波和(b)超声波辐照下载cs样品的FT-IR光谱。经EDTA螯合物处理和未经EDTA螯合物处理的样品数据分别用绿色实线和蓝色实线表示，实线分别为开三角形和开圆圈。为了比较，图(a)和图(b)分别以黑色实线和红色实线添加了未辐照的cs(接收)和cs(加载)样品的光谱。

由二维纳米片和层间空间组成的粘土矿物是土壤中的主要物质之一。二维纳米片表面的六角形空腔被认为是放射性铯的吸附位点，因为它的几何形状适合于捕获Cs阳离子。除了层表面外，纳米片插入层间空间所形成的局部分子结构也被成功地鉴定为Cs吸附的结果。纳米片的插入创造了埃级的开放空间，在其中一个具有二维结构特征的分子位点，即纳米片边缘，是可用的。发现一群Cs在开放空间中具有很强的粘附性，以至于不能被pH为1.0的盐酸溶液分解。在这里，我们提出了应用超声波和微波辐照，利用乙二胺四乙酸(EDTA)螯合物来帮助去除纳米片边缘的Cs。

图1为傅里叶变换红外光谱(FT-IR)结果，其中给出了载碳皂土在微波和超声波照射下的光谱。在所有的光谱中，波数在1000厘米左右有一个吸收带¹出现，这是由于Si-O拉伸振动。Cs加载样品的Si-O拉伸振动带的波数高于Cs未加载样品，说明Cs加载后Si-O键得到强化。我们以前的研究已经表明，Cs的化学性质与Cs相同₂O化合物在化学活性纳米片边缘由O原子主导，如图2所示。因此，Cs加载时Si-O振动带的蓝移是Cs在纳米片边缘位置与O原子化学吸附的结果。

图2所示。Cs在纳米片边缘被化学吸附为Cs2O化合物的示意图。重点介绍了在SiO4四面体O原子上化学吸附Cs的优化分子结构。Cs原子用紫色表示，而O和H原子对应的原子分别用红色和白色表示。

在不含EDTA螯合物的水溶液中，微波和超声波辐照对Si-O振动带的峰移没有影响，说明辐照后Si-O成键性质不变。与此相反，在EDTA溶液中，微波处理后的样品的Si-O振动带明显向低波数峰移(见图2 (a))，表明添加螯合物后Si-O键被削弱。这表明，在EDTA溶液中微波处理的样品中，纳米片边缘化学吸附的Cs种群部分分离。经过超声波辐照的样品，EDTA溶液的红移进一步增强，回到与未加载Cs相同的峰值位置(见图2 (b))。高效能量沉积的超声辐照能使纳米片边缘分离出更多的Cs。

Kiminori佐藤
东京学艺大学，日本学艺大学

出版

波辐照引起层状矿物中纳米片阵列的结构重构:纳米片边缘Cs的解吸机制
佐藤纪典，赵勇，神谷纪典
物理化学化学物理2019年8月7日

离线阅读:

相关文章:

	锰铁基普鲁士蓝类似物对Cs的吸附福岛核事故导致放射性铯(Cs)同位素大量释放到环境中，并产生了大量受污染的水。因为铯同位素构成了严重的威胁……
	过敏会继续前进:特应性反应前进，然后……特应性/过敏性疾病家族影响全球20%以上的人口，包括过敏性哮喘、花粉热、食物过敏、特应性皮炎和过敏性鼻炎。通常，有过敏症状的人会发展…
	WRGSD:提高可靠性和效率沿海…基于网格的水质响应采样设计(WRGSD)采用优化和多因素评价方法，可以可靠地检测各种人类活动的影响。采用聚类方法对抽样设计进行了优化。
	特别有害的颗粒?筛出泥土，找到…官方manbetx手机版在过去十年中，对水生环境中微塑料效应的研究急剧扩大。然而，许多重要的问题在很大程度上仍未得到解答。例如，我们仍然不知道……
	人类连接体的隐藏几何:高阶…大脑拥有复杂的神经回路，使整个人类活动、心理和行为得以实现。它的进化适应向着支持其功能特征的复杂结构进化。研究表明……
	一种准确定义硝酸盐易损性的新方法…欧盟硝酸盐指令(91/676/EEC)旨在减少和防止农业来源的硝酸盐造成的水污染。它确立了水资源应被视为污染。