张文华教授 Journal of Hazardous Materials：可循环高效回收锶的胶原纤维基材料OSA@CF/Zr

点击数：132025-04-23 14:37:54　来源: 制革化学与生物质材料研究室

　　放射性⁹⁰Sr是PUREX流程（核燃料后处理工艺）的伴随裂变产物，其半衰期长、易在生物体内富集，且化学性质与Ca²⁺相似，对生态环境危害极大。然而，⁹⁰Sr也可作为医疗、工业及农业领域的重要辐射与热源。

　　近日，四川大学皮革化学与工程教育部重点实验室石碧院士团队张文华教授课题组在《Journal of Hazardous Materials》杂志（IF=12.2）上发表一篇科研论文：通过将氧化海藻酸钠接枝于锆交联胶原纤维上，成功开发出一种新型吸附材料（OSA@CF/Zr），能够超快速回收Sr²⁺并具备优异的重复使用性和高选择性。OSA@CF/Zr可直接用于连续柱吸附操作，全封闭运行，既安全又节能。这一成果对推动核能可持续发展、实现⁹⁰Sr资源化利用及胶原纤维的功能化应用具有重要意义。

　　摘要：从核废水及放射性污染水中回收⁹⁰Sr，不仅能规避其对环境和健康的潜在风险，还可将其用于癌症治疗、同位素电池制造及环境监测。研究团队通过将氧化海藻酸钠接枝于锆交联胶原纤维上，开发出一种新型吸附材料（OSA@CF/Zr），可实现Sr²⁺的超快速回收。该材料对Sr²⁺的吸附速率极快，6分钟内即达到最大吸附容量0.415 mmol g⁻¹，并在17次循环使用后仍保持约0.26 mmol g⁻¹的吸附能力，展现了卓越的重复利用性。OSA@CF/Zr可在pH 4–10范围内高效工作，几乎不受共存离子K⁺、Na⁺和Cs⁺的影响，而Mg²⁺和Ca²⁺的干扰可通过螯合剂CDTA轻松屏蔽，体现出对Sr²⁺的高选择性。该材料适用于连续柱吸附操作，废水处理量与去除率几乎不受流速影响。实验表明，仅需1克OSA@CF/Zr的吸附柱即可从1.737升初始浓度为7.886 mg L⁻¹的模拟污染水中去除95%以上的Sr²⁺。OSA@CF/Zr在锶回收领域具有广阔应用前景。