Radyoaktif iyot anyon altın nano tanecikleri gömülü membran filtre kullanarak, seçici tuzdan arındırma için verimli bir yöntem

Bu yöntem, hibrit nanokompozit malzemeler kullanılarak sulu ortamdan radyoaktif iyotun verimli bir şekilde uzaklaştırılması gibi su arıtma ve sürdürülebilir iyileştirme alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin ana veya daha iyi yanı, karışık bir tuz ve organik maddelerdeki radyoaktif elementlerin, yüksek verimli bir maddede basit bir filtreleme işlemi ile hızlı bir şekilde uzaklaştırılabilmesidir. Radyoaktif sıvı atıkların taşınması ve arıtılması, radyoaktif kirlenmenin yayılmasına karşı kişisel ve çevresel koruma da dahil olmak üzere özel dikkat gerektirdiğinden, bu konunun video gösterimi kritik öneme sahiptir.

Prosedürleri göstermek, laboratuvarımdan bir yüksek lisans öğrencisi olan Ha Eun Shim olacak. Yıkanmış iki boyunlu yuvarlak tabanlı bir şişeye 120 mililitre kloroaurik asit çözeltisi ekleyin ve sürekli karıştırarak geri akışa ısıtın. İki boyunlu yuvarlak tabanlı şişeye hızlı bir şekilde 12 mililitre sodyum sitrat tribazik çözeltisi ekleyin.

Altın tuzunun tamamen azalması için elde edilen karışımı 20 dakika daha geri akıtın. Nanopartiküllerin kolloidal süspansiyonunun oda sıcaklığına soğumasına izin verin. Bir kuvars küvet kullanarak 520 nanometre dalga boyunda UV-Vis spektroskopisi ile altın nanopartiküllerin konsantrasyonunu ölçün.

Şimdi, 400 gözenekli karbon kaplı bakır ızgaraya tek bir damla altın nanopartikül süspansiyonu ekleyin. Transmisyon elektron mikroskobu ile altın nanopartiküllerin boyutunu ölçmeden önce ızgarayı oda sıcaklığında kurutun. Kolloidal altın nanopartikül süspansiyonunu dört santigrat derecede tutun.

Bir şırınga ünitesi kullanarak altın nanopartikül gömülü membran filtreyi hazırlamak için, önce bir filtre ünitesi tarafından desteklenen bir selüloz asetat membranını üç kez deiyonize su ile yıkayın. Steril bir şırınga ile 10 mililitre sitrat stabilize altın nanopartikülleri çekin ve önceden yıkanmış selüloz asetat membran filtreye yavaşça ekleyin. Hareketsiz hale getirilmemiş altın nanopartikülleri çıkarmak için filtre ünitesini 10 mililitre deiyonize su ile üç kez yıkayın.

Alternatif olarak, altın nanopartikül membran filtresini vakum pompası ile hazırlamak için, selüloz asetat membranı bir filtre tutucu fritli cam desteği ile dereceli bir huni arasına yerleştirin. Fritlenmiş cam desteğinin ve dereceli huninin birleşik bir ünitesini bir geri kazanım şişesine ve bir vakum pompasına bağlayın. Dereceli huniye 10 mililitre sitrat stabilize altın nanopartikül ekleyin.

Ardından, tüm altın nanopartiküller selüloz asetat zarından geçene kadar bir vakum uygulayın. Zarın her iki tarafındaki altın nanopartikülleri hareketsiz hale getirmek için zarın diğer tarafında da aynı işlemi tekrarlayın. Altın nanoparçacık gömülü selüloz asetat membranının veya altın CAM'ın yüzeyini, 15 kilovolta kadar hızlanma voltajları ile yüksek performans koşulları altında taramalı elektron mikroskobu kullanarak analiz edin.

Radyoaktif iyotu üç mililitre saf su, bir molar sodyum klorür veya 10 nanomolar sodyum iyodür ile seyreltin ve her çözeltiyi bir Petri kabına ekleyin. Radyoaktif iyot ile çalışırken standart radyasyon güvenliği yönergelerine uyulmalıdır. Vakum filtresi kullanılarak hazırlanan altın CAM'ı radyoaktif iyot çözeltilerinin içine yerleştirin.

Oda sıcaklığında hafifçe çalkalayın. Belirli zaman noktalarında Petri kabından 10 mikrolitre radyoaktif iyot çözeltisi çekin. Ardından, otomatik bir gama sayacı kullanarak alikotun radyoaktivitesini ölçün.

Altın CAM'ı 120 dakika sonra arıtılmış suyla durulayın. Son olarak, otomatik gama sayacını kullanarak zar üzerinde yakalanan radyoaktivite miktarını ölçün. Altın bir CAM filtresi kullanarak radyoaktif iyot anyonlarını çıkarmak için, radyoaktif iyotu 50 mililitre birkaç sulu çözelti içinde çözün

Steril bir şırınga ile her çözeltiden 50 mililitre çekin ve bir şırınga ünitesi kullanarak saniyede yaklaşık 1,5 mililitre akış hızında altın CAM filtre ünitesinden geçirin. Çözeltideki radyoaktiviteyi ölçmek için süzüntünün beş mililitresini plastik bir şişeye aktarın. Otomatik gama sayacını kullanarak süzüntü çözeltisindeki kalıntı radyoaktivite miktarını ölçün.

Son olarak, metin protokolünde açıklandığı gibi altın CAM filtresi üzerinde yeniden kullanılabilirlik testini gerçekleştirin. 30 dakikalık bir inkübasyondan sonra, altın CAM filtresi, radyoaktif iyotun çoğunu saf suda ve bir molar sodyum klorürde yakaladı. Öte yandan, radyoaktivitenin adsorpsiyonu, radyoaktif olmayan sodyum iyodür varlığında tamamen inhibe edildi, çünkü altın nanopartiküllerin yüzeyi iyodür anyonları tarafından işgal edildi.

Radyoaktif iyot çözeltileri, altın CAM içeren bir filtre ünitesinden geçirildi. Süzüntüdeki kalıntı radyoaktivite miktarı daha sonra ölçüldü. Filtrasyon aşaması ile mükemmel verimlilik elde edildi ve radyoaktif iyot konsantrasyonu önemli ölçüde azaltıldı.

Özellikle, altın CAM'ın tuzdan arındırma performansı, sodyum, sezyum ve stronsiyum gibi yüksek konsantrasyonda inorganik tuzlar tarafından bastırılmamıştır. Ayrıca, altın CAM, sentetik idrar ve deniz suyundaki radyoaktif iyotun tekrar tekrar tuzdan arındırılması için yeniden kullanılabilir. Bu yöntem, çeşitli sulu ortamlardan radyoaktif atıkların iyileştirilmesi hakkında bilgi sağlayabilse de, altın nanopartiküllerin yüzeyine metal şelatörler ve inorganik kompozit ekleyerek diğer radyoizotoplara ve toksik ağır metallere de uygulanabilir.

Bu prosedürü takiben, otomatik kirli su arıtma sistemi keşfedilebilir ve bu çalışmanın büyük endüstriyel ölçekte pratik uygulaması için tasarlanabilir. Radyoaktif maddelerle çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu prosedürü gerçekleştirirken iyi havalandırılan çeker ocaklar, kişisel korumalar ve tehlikeli maddelere minimum maruz kalma gibi önlemlerin her zaman alınması gerektiğini unutmayın.