Met de ontwikkeling van kernenergie, milieuproblemen in verband met de splijtstofcyclus hebben veel aandacht getrokken. Echter, de effectieve opslag van actiniden en lanthaniden (Ln) uit complexe radioactieve afvalstoffen, vooral het hoogactief vloeibaar afval (HLLW) onder sterk zure omstandigheden, blijft een serieuze uitdaging.

In een studie gepubliceerd in Internationale editie van Angewandte Chemie , Prof. Feng Meiling van de onderzoeksgroep van Prof. Huang Xiaoying aan het Fujian Institute of Research on the Structure of Matter van de Chinese Academie van Wetenschappen rapporteerde het eerste kristallijne eenvoudige vanadaatadsorbens, namelijk [Me ₂ NH ₂ ]V ₃ O ₇ , voor het terugwinnen van lanthaniden uit waterige oplossingen.

De onderzoekers ontdekten dat [Me ₂ NH ₂ ]V ₃ O ₇ bezit vele uitstekende eigenschappen, waaronder een brede pH-duurzaamheid, hoge stralingsweerstand en adsorptiecapaciteit.

In de oplossing met het pH-bereik van 1,9-12,3 of onder 200 kGy β of 50 kGy γ bestralingen, het kan de robuuste gelaagde structuur van [V ₃ O ₇ ]N ^N- . De distributiecoëfficiënt (Kd) waarde voor Eu ₃ ⁺ zou 1,72 × 10 . kunnen behouden ⁵ ml/g bij een pH zo laag als 2,5. De Kd en verwijderingssnelheid (R) waarden voor Eu ₃ ⁺ in principe behouden na β of γ bestralingen. Zelfs bij lage pH, [Me2NH2]V ₃ O ₇ vertoont hoge adsorptiecapaciteiten voor lanthaniden. Het behoudt nog steeds een hoge capaciteit bij een lage pH van 2,5, wat zelden wordt bereikt voor de meeste van de huidige adsorbentia.

Daarnaast, [Mij ₂ NH ₂ ]V ₃ O ₇ handhaaft hoge KdEu-waarden van 4,35 × 10 ⁴ ml/g tot 7,47 × 10 ⁴ ml/g en hoge REu in het bereik van 97,75-98,68% in aanwezigheid van overmatig Na+, K+, Ca2+ en Mg2+. Vooral, het kan Eu . efficiënt scheiden ₃ ⁺ van Cs ⁺ (of Sr ₂ ⁺ ) met de hoogste scheidingsfactor SFEu/Cs van 156 (SFEu/Sr van 134) tot nu toe.

Het lanthanide-ion Eu ₃ ⁺ wordt op grote schaal bestudeerd als de simulant voor langlevende radiotoxische actiniden vanwege hun vergelijkbare adsorptie-eigenschappen. In de geruilde producten, EU ₃ ⁺ kan effectief worden geëlueerd met lage kosten, milieuvriendelijke en veilige methode, en de verwijderingsgraad door gerecycleerd product zou nog kunnen blijven. Deze verdiensten in combinatie met gemakkelijke synthese maken dit vanadaat tot een veelbelovende lanthanide-wegvanger voor milieusanering.

De onderzoekers onthulden het adsorptiemechanisme op atomair niveau door theoretische berekeningen in combinatie van verschillende karakteriseringen zoals röntgenfoto-elektronspectroscopie (XPS) en uitgebreide röntgenabsorptie-fijnstructuur (EXAFS) spectra-analyses, en Raman en elementaire analyses, het verschaffen van microscopische opheldering voor de selectieve adsorptie van Eu op dit vanadaat.

Deze studie levert een gemakkelijk gesynthetiseerd gelaagd vanadaat op dat lanthaniden in hoge mate en selectief kan terugwinnen uit waterige oplossingen, en benadrukt het belang van de ontwikkeling van kristallijne vanadaatmaterialen voor toepassingen op het gebied van milieusanering.