금 나노 입자 포함 멤브레인 필터를 사용 하 여 방사성 요오드 음이온의 선택적 담 수는 효율적인 방법
Summary
금 나노 입자 움직일 셀 루 로스 아세테이트 멤브레인 필터를 사용 하 여 여러 수성 솔루션에 방사성 요오드의 신속 하 고 이온 선택적 담 수에 대 한 효율적인 방법 설명 합니다.
Abstract
여기, 나노 임베디드 복합 막과 방사성 iodines의 효율적이 고 이온 선택적 제거에 응용 프로그램의 준비에 대 한 세부 프로토콜을 설명합니다. 시트르산 안정 금 나노 입자를 사용 하 여 (평균 직경: 13 nm) 및 셀 루 로스 아세테이트 막, 금 나노 입자 포함 셀 루 로스 아세테이트 막 (Au-캠) 조작 쉽게 있다. Au 캠에 나노 adsorbents 매우 안정적인 무기 염, 유기 분자의 높은 농도 존재 했다. 수성 해결책에서 요오드 화 이온이 조작된 막 빠르게 캡처할 수 수 있습니다. Au 캠 포함 필터 유닛, 우수한 제거 효율을 사용 하 여 여과 과정을 통해 (> 99%) 뿐으로 이온-선택적 담 결과 짧은 시간에 달성 했다. 또한, 누구나 캠 그 공연의 상당한 감소 없이 좋은 재사용 제공. 이러한 결과 현재 기술 설계 하이브리드 멤브레인을 사용 하 여 액체 폐기물에서 방사성 요오드의 대규모 오염에 대 한 유망 과정일 것 이다 제안 했다.
Introduction
몇 십년 동안 엄청난 양의 방사성 액체 폐기물 의료 기관, 연구 시설과 원자로 의해 생성 된. 이러한 오염 물질 종종 환경 및 인간의 건강1,2,3를 만져 서 위협이 되었습니다. 특히, 방사성 요오드는 원자력 발전소 사고에서 가장 위험한 요소 중 하나로 인식 된다. 예를 들어 환경에 대 한 보고서 후쿠시마와 체르노빌 핵 원자로의 금액 131등 방사성 iodines 발표 시연 나 (t1/2 = 8.02 일) 및 129나 (t1/2 = 15.7 백만 년) 환경에 다른 방사성4,5보다 큽니다. 특히, 이러한 radioisotopes 노출 귀착되는 높은 통풍 관 및 인간의 갑 상선6농축. 또한, 풀어 놓인된 방사성 iodines 물에 심각한 오염 토양, 해 수 및 지 하 수 때문에 그들의 높은 용 해도 발생할 수 있습니다. 따라서, 다양 한 무기 및 유기 adsorbents를 사용 하 여 업데이트 관리 프로세스의 많은 수성 폐기물7,8,,910 방사성 iodines 잡으려고 조사 되었습니다. , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20. 광범위 한 노력 고급 adsorbent 시스템의 개발에 대 한 헌신을, 비록 연속 흐름에 조건 만족 스러운 성과 보여주는 정화 방법의 설립은 매우 제한 되었다. 최근, 우리 금 나노 (AuNPs)21,22 의 하이브리드 나노 복합 재료를 사용 하 여 좋은 제거 효율, 이온 선택도, 지속 가능성, 및 재사용성을 보여주는 소설 담 과정 보고 , 23. 그들 가운데, 금 나노 입자 포함 셀 루 로스 아세테이트 막 (Au-캠) 기존 adsorbent 물자의 그들과 비교 된 연속 흐름 시스템에서 요오드 화 이온의 고효율 담 수를 촉진. 또한, 인 후 사용 의료 및 산업용 응용 프로그램에서 생성 하는 핵 폐기물의 처리에 대 한 또 다른 장점은 짧은 시간에 모든 절차를 완료 수 있습니다. 이 원고의 전반적인 목표는 Au 캠24의 준비를 위한 단계별 프로토콜을 제공. 우리는 또한 방사성 요오드를 사용 하 여 설계한 복합 막의 이온 선택적 캡처에 대 한 신속 하 고 편리한 여과 과정을 보여 줍니다. 이 보고서에는 자세한 프로토콜 환경 과학의 연구 분야에서 나노 재료의 유용한 응용 프로그램을 제공할 것입니다.
Protocol
1. 시트르산 안정 금 나노 입자의 합성 워시 두 목 둥근 바닥 플라스 크 (250 mL)와 아쿠아 레 지아, 집중된 한 염 산 및 집중된 한 질소 산의 혼합물 자기 저 어 바 3:1 볼륨 비율에.주의: 아쿠아 레 지아 솔루션은 매우 부식성 및 폭발에 발생할 수 있습니다 또는 피부 화상 극단주의 함께 처리 되지 않으면. 잔여 수성 산을 제거 하는 이온된 수로 철저 하 게 유리를 헹 굴. Chloroau…
Representative Results
우리 누구나 캠 시트르산 안정제 AuNPs 및 셀 루 로스 아세테이트 막 (그림 1a)를 사용 하 여 제작에 대 한 간단한 방법을 설명 했다. Au 캠 표면은 나노 셀 룰 로스 nanofibers (그림 2)에 안정적으로 통합 했다 보여준 SEM으로 관찰 되었다. 나노 멤브레인에 투 옥 되었다 안정적으로 하지 1.0 M NaCl 등 수성 솔루션으로 지속적?…
Discussion
최근 년에서 다양 한 나노 소재 설계 및 막 개발 된 흡착 기술25,26, 에 그들의 특정 기능에 따라 물에서 유해 방사성 금속 및 중 금속을 제거 하 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 , 33 …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 한국 국립 연구 재단에서에서 연구 그랜트에 의해 지원 되었다 (허가 번호: 2017M2A2A6A01070858).
Materials
| Hydrochloric acid | DUKSAN | 1129 | |
| Nitric acid | JUNSEI | 37335-1250 | |
| Chloroautic chloride trihydrate (HAuCl4·3H2O) | Sigma Aldrich | 254169 | |
| Sodium citrate tribasic dihydrate | Sigma Aldrich | 71402 | |
| [125I]NaI | Perkin-Elmer | NEZ033A010MC | |
| Sodium chloride | Sigma Aldrich | S9888 | |
| Sodium iodide | Sigma Aldrich | 383112 | |
| Sodium hydroxide | Sigma Aldrich | S5881 | |
| Lithium L-lactate | Sigma Aldrich | L2250 | Synthetic urine |
| Citric acid | Sigma Aldrich | C1909 | Synthetic urine |
| Sodium hydrogen carbonate | JUNSEI | 43305-1250 | Synthetic urine |
| Urea | Sigma Aldrich | U1250 | Synthetic urine |
| Calcium chloride | JUNSEI | 18230-0301 | Synthetic urine |
| Magnesium sulfate | SAMCHUN | M0146 | Synthetic urine |
| Potassium dihydrogen phosphate | JUNSEI | 84185A1250 | Synthetic urine |
| Dipotassium hydrogen phosphate | JUNSEI | 84120-1250 | Synthetic urine |
| Sodium sulfate | JUNSEI | 83260-1250 | Synthetic urine |
| Ammonium chloride | Sigma Aldrich | A9434 | Synthetic urine |
| Sea water | Sigma Aldrich | S9148 | |
| 1x PBS | Thermo | SH30256.01 | |
| Cellulose acetate membranes (pore size: 0.20 μm, diameter: 25 mm) | Advantec MFS | 25CS045AS | |
| Cellulose acetate membranes (pore size: 0.20 μm, diameter: 47 mm) | Advantec MFS | C045A047A | |
| 47 mm Glass Microanalysis Holders | Advantec MFS | KG47(311400) | |
| Petri dish (50 mm diameter ´ 15 mm height) | SPL | 10050 | |
| Gamma counter | Perkin-Elmer | 2480 WIZARD2 | Model number |
| UV-vis spectrophotometer | Thermo | GENESYS 10 | Model number |
| Transmission electron microscopy | Hitachi | H-7650 | Model number |
| Field Emission Scanning electron microscope | FEI | Verios 460L | Model number |
Referências
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Citar este artigo
Shim, H. E., Mushtaq, S., Jeon, J. An Efficient Method for Selective Desalination of Radioactive Iodine Anions by Using Gold Nanoparticles-Embedded Membrane Filter. J. Vis. Exp. (137), e58105, doi:10.3791/58105 (2018).