研究院科研团队最新论文发表，为核废水处理带来新可能
点击数：4302025-03-31 09:47:24 来源: 《Journal of Hazardous Materials》杂志
近日，温州鞋革产业研究院科研团队在《Journal of Hazardous Materials》杂志（IF=12.2）上发表一篇科研论文：通过将氧化海藻酸钠接枝于锆交联胶原纤维上，成功开发出一种新型吸附材料（OSA@CF/Zr），能够超快速回收Sr²⁺并具备优异的重复使用性。这一成果对推动核能可持续发展、实现⁹⁰Sr资源化利用及环境保护具有重要意义。
摘要
从核废水及放射性污染水中回收⁹⁰Sr，不仅能规避其对环境和健康的潜在风险，还可将其用于癌症治疗、同位素电池制造及环境监测。研究团队通过将氧化海藻酸钠接枝于锆交联胶原纤维上，开发出一种新型吸附材料（OSA@CF/Zr），可实现Sr²⁺的超快速回收。该材料对Sr²⁺的吸附速率极快，6分钟内即达到最大吸附容量0.415 mmol g⁻¹，并在17次循环使用后仍保持约0.26 mmol g⁻¹的吸附能力，展现了卓越的重复利用性。OSA@CF/Zr可在pH 4–10范围内高效工作，几乎不受共存离子K⁺、Na⁺和Cs⁺的影响，而Mg²⁺和Ca²⁺的干扰可通过螯合剂CDTA轻松屏蔽，体现出对Sr²⁺的高选择性。该材料适用于连续柱吸附操作，废水处理量与去除率几乎不受流速影响。实验表明，仅需1克OSA@CF/Zr的吸附柱即可从1.737升初始浓度为7.886 mg L⁻¹的模拟污染水中去除95%以上的Sr²⁺。OSA@CF/Zr在锶回收领域具有广阔应用前景。
图文导读
图1 OSA@CF/Zr 的合成路线
图2 OSA@CF/Zr 的微观形貌和元素分布
图3 OSA@CF/Zr 的化学结构表征
图4 OSA@CF/Zr 对Sr²⁺的静态吸附性能
图5 OSA@CF/Zr 对Sr²⁺的动态吸附性能
图6 OSA@CF/Zr 吸附Sr²⁺的机制
结论
通过将氧化海藻酸钠（OSA）接枝于锆交联胶原纤维（CF）上成功制备一种新型吸附材料（OSA@CF/Zr），可实现Sr²⁺的超快速回收。OSA@CF/Zr对Sr²⁺的吸附速率极快，6分钟内即达到吸附平衡，符合伪二级动力学模型；其最大吸附容量达0.415 mmol g⁻¹，更符合Langmuir等温吸附模型。吸附机理主要为Sr²⁺与OSA中的羧基（-COO⁻）发生配位作用。该材料在pH 4–10范围内均有效，对Sr²⁺具有高选择性，且几乎不受共存离子K⁺、Na⁺和Cs⁺的干扰，而Mg²⁺和Ca²⁺的影响可通过螯合剂CDTA有效屏蔽。此外，OSA@CF/Zr展现出卓越的重复使用性：仅需1克材料的吸附柱即可处理1.737升模拟放射性锶污染水，Sr²⁺去除率超95%。因此，OSA@CF/Zr是一种性能优异的吸附剂，在放射性锶污染水体的快速回收中具有重要应用潜力。
论文信息
a四川大学皮革化学与工程教育部重点实验室，四川成都，610065
b温州鞋革产业研究院，浙江温州 325088
c四川大学制革清洁技术国家工程实验室，四川成都，610065
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2025.137938
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