科学家断定,原子厚度的氧化石墨烯薄片能疾速地吸附在天然和人工的放射性核素上,并凝结成固体。这种薄片能够溶于液体之中,也能容易地大批量生产。氧化石墨烯会在导入模拟核废物的数分钟内凝结,敏捷集合最丧命的毒素废物,这一进程也将跨过多个pH值。本报讯据物理学家组织网1月8日报导,美国莱斯大学和俄罗斯莫斯科国立罗蒙诺索夫大学的研讨人员发现,氧化石墨烯具有特殊的吸附才能,能够疾速除掉污染水体中的放射性物质。关联研讨报告宣布在近期出书的英国皇家化学学会《化学物理学》杂志上。
在此项研讨中,研讨人员首要致力于去掉锕系元素和镧系元素等放射性同位素。也就是从液体中而非固体或气体中除掉元素周期表中的30个稀土元素。尽管这些同位素并不亲水,但却能够藏匿于水中。而从人类安康和环境保护视点来看,这可谓是它们最不受欢迎的集合地。
事实上,天然生成的放射性核素也不怎么受欢迎,由于压裂流体会在钻井进程中将它们带到表层。当地下水也从钻井中流出,且放射性元素超越必定水平常,就会因高温而不能再输送回土壤中。此刻就需要将受污染的水体运送至其他地方进行贮存和处置,随之而来的则是大笔的开支。而运用氧化石墨烯能疾速过滤放射性污染物,显着下降水力压裂法等油气收回方法的本钱,对整理福岛核电站等区域的污染水源大有裨益。此外,采矿业也将收成潜在的利益。根据对环境的忧虑,美国之前根本中断了稀土金属的挖掘,而其关于手机制作而言十分重要。
尽管氧化石墨烯的较大表面积决议了其吸附毒素的才能很强,但吸收速度之快仍出乎科研人员所料。这一速度详细由污染物的构成所决议。对此,科学家以包括铀和钚的模拟核废物以及钠和钙等可负面影响氧化石墨烯吸收效应的物质进行了测验。即使如此,氧化石墨烯也被证明功效要显着优于膨润土和活性炭等常用的核整理剂。
研讨人员还着重,捕获放射性核素并不会削弱它们的放射性,而是使其更易被处置。以福岛核电站邻近的区域为例,可通过将氧化石墨烯添加到以离子状况存在的放射性物质溶液中,得到固体的核物质,并对其进行焚烧。在此进程中,氧化石墨烯会疾速焚烧,仅剩余块状的放射性物质,便于重复使用。而低本钱和可生物降解的特质也使氧化石墨烯成为了浸透性反应墙技能的合适之选,这关于原位地下水的修正而言具有适当的含义。