Diagramma schematico del MnPS a strati 3 intercalato con NH 4 + (N-MPS) per la cattura di U(VI). Credito:gruppo del Prof. Huang
Con il rapido sviluppo dell'energia nucleare in tutto il mondo, la domanda di uranio continua ad aumentare. Come conseguenza, grandi quantità di acque reflue contenenti uranio vengono generate durante il ciclo del combustibile nucleare e durante il ritrattamento del combustibile esaurito. L'uranio (U) è altamente chimico tossico e fortemente cancerogeno per il sistema vivente. Perciò, è importante sviluppare materiali in grado di catturare gli ioni U(VI) in modo efficiente e selettivo.
In uno studio pubblicato su Giornale di ingegneria chimica , Il prof. Feng Meiling del gruppo di ricerca del prof. Huang Xiaoying presso il Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of the Chinese Academy of Sciences ha riportato uno strato di tiofosfato di manganese intercalato con NH 4 + , vale a dire (NH 4 ) 0,48 mn 0,76 PS 3 ·H 2 O (N-MPS), che potrebbe separare rapidamente e selettivamente U(VI) da soluzioni complesse. Questa è la prima segnalazione di un composto intercalante di tiofosfito di manganese (MnPS 3 ) per arricchire U(VI) in modo efficiente.
I ricercatori hanno preparato N-MPS immergendo una quantità di MnPS 3 in 2 mol/L NH 4 Cl soluzione acquosa e agitazione a temperatura ambiente per 24 ore. L'N-MPS preparato mostra una buona durata del pH (2,8–12,2) e resistenza all'irradiazione dei raggi β/γ (100–200 KGy).
Inoltre, hanno scoperto che N-MPS presenta una capacità eccezionale (molto superiore a quella di alcuni adsorbenti di solfuri superiori riportati), cinetica veloce, e superba selettività verso U(VI).
In particolare, i valori del coefficiente di distribuzione ottenuti nell'acqua di rubinetto contaminata e nell'acqua del lago sono fino a 2,23 × 10 4 ml/g.
È importante sottolineare che l'U(VI) adsorbito potrebbe essere eluito con un metodo blando ed ecologico per il recupero dell'uranio e la rigenerazione dell'adsorbente per almeno cinque cicli.
Utilizzando varie caratterizzazioni (Raman, XPS, Potenziale Zeta ed EXAFS) e esperimenti di adsorbimento batch, i ricercatori hanno rivelato che il meccanismo di adsorbimento di N-MPS per U(VI) è la sinergia dello scambio ionico e dell'adsorbimento superficiale.
Questo studio non solo mostra che i solfuri metallici intercalati hanno un buon potenziale applicativo per una separazione altamente efficiente di U(VI) dalle acque reflue, ma apre anche la strada allo sviluppo di nuovi adsorbenti ad alte prestazioni per intercalazione.
