تهیه و شناسایی تبادل گرهای یونی کامپوزیتی و کاربرد آنها برای حذف رادیونوکلئیدها

پسمان های رادیواکتیو یکی از مهم ترین آلاینده های زیست محیطی می باشند که تصفیه آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. سزیم و استرانسیم به علت نیمه عمر طولانی و بازده تولید بالا در فرایند شکافت هسته ای، از مهم ترین رادیونوکلئید های موجود در پسمان های رادیواکتیو به شمار می روند. جاذب های معدنی بویژه زئولیت ها به علت پایداری بالا در برابر تابش و دما، ظرفیت جذبی و گزینش پذیری مناسب بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. کاربرد زئولیت ها در فرایند جذب با محدودیت هایی همراه است. در روش پیمانه ای، جداسازی زئولیت ها از محیط وقت گیر و مشکل می باشد و در فرایند ستونی، به علت استحکام مکانیکی پایین و عدم شکل گرانولی مناسب منجر به انسداد ستون می شوند. به منظور غلبه بر این محدودیت ها می توان از جاذب های کامپوزیتی با پلیمرهای متصل کننده بهره گرفت. در این تحقیق کامپوزیت هایی با استفاده از پلی اکریلونیتریل و زئولیت کلینوپتیلولیت، زئولیت yو نانوزئولیت a تهیه شد. کامپوزیت های سنتز شده با استفاده از تکنیک-های sem ،dtg ،ft-ir ،xrf ،xrd و tem مورد شناسایی قرار گرفتند. جذب یون های سزیم و استرانسیم از محلول های آبی مورد ارزیابی قرار گرفت. اثر پارامترهای ph، دما، زمان و غلظت بر میزان جذب بررسی شد و پارامترهای سینتیکی و ترمودینامیکی استخراج شد. کامپوزیت های ساخته شده دارای ساختاری متخلخل بوده و وجود پلیمر پلی اکریلونیتریل اثر سوئی بر ویژگی های جذبی کامپوزیت نداشت. مطالعات ترمودینامیکی نشان داد که فرایند جذب هر دو یون گرماگیر و خودبخودی بود. جذب از مدل سینتیکی شبه درجه دوم تبعیت می نمود و مرحله تعیین کننده سرعت، تعویض یون می باشد. داده های تعادلی با استفاده از مدل های لانگمویر، فروندلیچ و دوبینین-رادشکویچ ارزیابی شد. بیشینه ظرفیت جذب سزیم با استفاده از کامپوزیت زئولیت y، 8/219 میلی گرم بر گرم و بیشینه ظرفیت جذب برای استرانسیم توسط کامپوزیت نانو زئولیت a، 13/98 میلی گرم بر گرم بدست آمد. بر اساس مدل ایزوترمی دوبینین-رادشکویچ، جذب توسط کامپوزیت ها از طریق فرایند تعویض یون انجام می شود. کارآیی کامپوزیت نانوزئولیت a در فرایند ستونی بررسی و نتایج بدست آمده با استفاده از مدل های توماس و بوهارت-آدامز ارزیابی شد.