酸性介质中，高选择性分离锶的创新成果登刊！

放射性锶（90Sr）是最危险的放射性核素之一，具有高生物毒性。在高浓度液体废物的玻璃化过程中，90Sr的存在会导致玻璃化基质不稳定，放射性核素溶出。去除90Sr可以减少热量产生，缩短玻璃化基质的冷却时间，有利于进一步深层地质处置放射性废物。随着核能利用增加，放射性核素的意外泄漏和积累对环境和人类造成了污染和潜在威胁。其中，90Sr由于高裂变产率、长β衰变半衰期和高毒性，对生态系统和人类构成严重危害。Kyshtym、切尔诺贝利和福岛核事故导致的90Sr泄漏对环境产生负面影响。90Sr具有亲骨和放射性特性，可能导致骨癌。为保护公众健康，美国环境保护局限制饮用水中的90Sr水平。90Sr是影响高浓度液体废物玻璃化的危险元素之一。从HLLW中去除90Sr有助于地质处置，减少固化体积和冷却时间。同时，90Sr可用于医学中的放射性药物90Sr-90Y发生器。分离HLLW中的90Sr以制备高纯度的90Y是研究的动力。分离90Sr的材料需要具备吸附选择性、酸性和辐射抵抗性。

鉴于此，近期，由中国科学院合肥物质科学研究院黄群英教授团队在在《分离与纯化技术》杂志上发表了题为“Efficient separation of strontium in different environments with novel acid-resistant silica-based ion exchanger“的研究成果。

概述

本研究制备了一种新型耐酸性的二氧化硅基吸附剂Sb2O5/SiO2，制备方法为真空浸渍后进行氧化。通过XRD、SEM、TEM、EDS、BET、FT-IR和XPS等技术对吸附剂进行了表征，结果显示其具有小颗粒尺寸（75-150μm）、丰富的功能基团和完整的结晶结构。

图1：SbCl3/SiO2和Sb2O5/SiO2制备过程的示意图。

图文导读

通过在pH 9-3 M HNO3溶液中，Sb2O5/SiO2对锶表现出良好的吸附选择性，pH 6溶液中吸附平衡可在5分钟内达到，1 M HNO3溶液中则需要30分钟，吸附容量分别为160.6 mg/g和51.8 mg/g。

此外，在医用同位素制备领域，Sb2O5/SiO2也展示了良好的应用潜力，能够实现高效的锶-钇（Sr-Y）分离，分离因子在pH 6溶液中超过7769。此外，柱实验证实该吸附剂在海水和模拟高浓度液体废物（HLLW）中能够有效去除锶，并且在Sr-Y分离中，钇的纯度可以达到99.7%。

最后，密度泛函理论（DFT）计算证实了吸附机制是Sr（II）与Sb-OH中的H之间的离子交换，吸附过程伴随着电荷转移和吸附能量的降低。