Il est important de développer des piégeurs chimiquement sélectifs pour les ions tels que Ba 2 ⁺ , Ni 2 ⁺ , et Cie 2 ⁺ provenant d'eaux usées complexes pour l'assainissement de l'environnement et la santé humaine. Les matières absorbantes naturelles et synthétiques actuelles, cependant, partager les problèmes de faible capacité et de mauvaise sélectivité. En particulier, l'élimination et la séparation sélectives des radionucléides des déchets nucléaires industriels à forte concentration en sel est un défi.

Dans une étude récente publiée dans Chimie des Matériaux ., Prof. FENG Meiling de l'Institut de recherche du Fujian sur la structure de la matière de l'Académie chinoise des sciences, en coopération avec le professeur Mercouri G. Kanatzidis de la Northwestern University, NOUS., ont signalé la capture efficace et sélective de Ba 2 ⁺ , Ni 2 ⁺ , et Cie 2 ⁺ avec un sulfure de métal en couches résistant aux acides et aux radiations [Me 2 NH 2 ] 4/3 [Moi 3 NH] 2/3 Sn 3 S 7 · ^1,25 H 2 O (FJSM-SnS).

133Ba, comme l'un des sous-produits des fissions du combustible nucléaire, émet un rayon à l'énergie de 356 keV. Ba 2 ⁺ est également utilisé comme simulant pour le 226Ra hautement radiotoxique 2 ⁺ en raison de leurs rayons ioniques comparables et de leurs comportements d'adsorption similaires. ⁶⁰ isotope Co et ⁶³ Ni émet un rayonnement γ fort et pur, respectivement, les deux peuvent être dérivés de l'activation neutronique des matériaux du réacteur. Baryum non radioactif, les ions nickel et cobalt sont nocifs pour l'écosystème et la santé humaine.

Les avantages de FJSM-SnS incluent une cinétique rapide, forte capacité d'échange, sélectivité et taux de récupération élevés, excellente résistance aux acides et aux alcalis et élution efficace.

FJSM-SnS présente une capacité d'adsorption plus rapide avec des temps d'équilibre courts, qui est dans les cinq minutes. Il a une capacité d'adsorption élevée (289 mg/g pour Ba, 83 mg/g pour Ni, 52 mg/g pour Co). Il montre une sélectivité extrêmement élevée pour Ba 2 ⁺ même en présence d'un excès de Na ⁺ , K ⁺ , Cs ⁺ , Californie 2 ⁺ , mg 2 ⁺ et Sr 2 ⁺ . Il présente également des sélectivités exceptionnelles pour Ni 2 ⁺ et Cie 2 ⁺ (KdNi =8,92 × 10 ⁴ ml/g; KdCo =3,75 × 10 ⁵ mL/g) qui surpassent la plupart de ceux rapportés.

Outre, FJSM-SnS conserve son cadre robuste dans une large gamme de pH de 0,6 à 12,7.

De plus, le baryum capturé, nickel, et le cobalt dans les produits échangés peut être facilement récupéré en les éluant avec une solution de KCl 0,5 M qui met en évidence le recyclage de la ressource. Les taux de récupération peuvent être maintenus à 99,74, 99.30, et 99,65 % de Ba 2 ⁺ , Ni 2 ⁺ , et Cie 2 ⁺ après traitement de 1100 volumes de lit en faible concentration (Ba 2 ⁺ , Ni 2 ⁺ , et Cie 2 ⁺ :704,9 ~ 928,6 g/L), respectivement.

Ces avantages, combinés à la synthèse facile et aux excellentes résistances aux irradiations β et font du FJSM-SnS un candidat prometteur en tant que Ba radioactif 2 ⁺ , Ni 2 ⁺ , et Cie 2 ⁺ échangeur d'ions à partir de solutions de déchets nucléaires.

Cette étude souligne l'énorme potentiel des sulfures métalliques en tant que matériaux nouveaux et peu coûteux pour une absorption hautement efficace et hautement sélective du 133Ba, 63Ni, et 60Co et leurs isotopes non radioactifs, ainsi que le 226Ra provenant des eaux usées complexes.