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中國科學院福建物構所馮美玲團隊/生物質(zhì)復合膜高效去除放射性銫和鍶

文章來源：新能源網(wǎng) 更新時間：2025-06-20 14:46:56

在核能利用和核事故處理中，放射性銫（137Cs）和鍶（90Sr）的去除仍是環(huán)境修復領域的重大挑戰(zhàn)。中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構研究所馮美玲教授團隊在Science China Technological Sciences發(fā)表了題為“Efficient removal of Cs⁺ and Sr²⁺ ions by the sustainable biomass composite membrane of K_2xSn_4-xS_8-x/collagen fibers”的論文。該論文成功地研發(fā)了一種可持續(xù)的生物質(zhì)復合膜（KTS-3/CFs），可高效、快速地去除水環(huán)境中的Cs⁺和Sr²⁺離子。

放射性銫（137Cs）和鍶（90Sr）由235U、239Pu等核燃料吸收中子發(fā)生裂變而來，具有強放射性和高生物毒性的特點。它們一旦遷移到環(huán)境中，將會對生態(tài)系統(tǒng)平衡和人類健康構成嚴重威脅。在此，該研究團隊通過機械球磨策略，基于“纖維造紙”原理將金屬硫化物離子交換劑（KTS-3）與膠原纖維（CFs）相結(jié)合，成功制備出兼具環(huán)境友好型和易操作性的KTS-3/CFs復合膜。

該復合膜具有如下優(yōu)勢：

(1) 高效吸附性能：KTS-3/CFs復合膜對Cs⁺和Sr²⁺的最大吸附容量分別達到82.34 mg/g和32.98 mg/g，且在寬pH范圍內(nèi)（pH 2~12）表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附活性;

(2) 快速動力學響應：該復合膜3 min內(nèi)可去除50%以上的Cs⁺離子，20 min內(nèi)Sr²⁺離子去除率超99%，適用于放射性廢水的緊急處理;

(3) 高選擇性：即使在K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等干擾離子共存的情況下，KTS-3/CFs復合膜仍能高效選擇性地去除Cs⁺和Sr²⁺離子，且在湖水、河水、自來水等實際水樣中也表現(xiàn)出良好的去除效果;

(4) 環(huán)境友好：膠原纖維作為可再生生物質(zhì)材料，具有良好的水穩(wěn)定性和可降解性，避免了傳統(tǒng)聚合物膜帶來的白色污染問題。

KTS-3/CFs復合膜不僅在實驗室條件下表現(xiàn)出色，其還具備實際應用潛力。通過真空過濾的方式，該膜可實現(xiàn)對溶液中Cs⁺、Sr²⁺的高效動態(tài)截留，且經(jīng)多次循環(huán)使用后仍保持良好的吸附性能。這一技術能夠高效去除放射性廢水中的有害離子，為環(huán)境修復帶來了新的解決途徑。

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