CTAB改性镁铝层状双氢氧化物高效去除Eu-EDTA放射性络合物的机理研究

本研究针对核废液中难处理的放射性Eu-EDTA络合物，通过CTAB表面改性Mg/Al-LDHs材料，显著提升对152+154Eu-EDTA的吸附能力（36.6 mg·g-1），揭示其符合伪二级动力学和Langmuir等温模型，为核废料处理提供新型高效吸附剂。

　　

放射性废液处理是核能利用中的重大挑战，尤其当废液中含有乙二胺四乙酸（EDTA）等强络合剂时，会与^152+154Eu等放射性核素形成高稳定性水溶性络合物，传统方法难以有效去除。埃及第二研究堆（ETRR-2）的研究团队创新性地采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对镁铝层状双氢氧化物（Mg/Al-LDHs）进行表面改性，成功开发出能高效捕获[EuEDTA]^x-的新型吸附材料。该研究发表于《Applied Physiology Nutrition and Metabolism》，为解决核废料处理领域的关键难题提供了突破性方案。

研究团队通过共沉淀法合成LDH-NO₃基底材料，利用CTAB进行一锅法改性，结合FT-IR、XRD、SEM等技术表征材料结构。吸附实验采用^152+154Eu示踪技术，系统考察pH值、接触时间、温度等参数影响，并通过动力学模型和热力学分析阐明作用机制。

【材料表征】FT-IR证实CTAB成功修饰LDH层间域，XRD显示层间距从0.76 nm扩大至2.13 nm，SEM显示改性后材料呈现更疏松的片层结构，比表面积提升3倍。

【吸附性能】改性后的LDH-CTAB在60分钟内即可去除90% Eu-EDTA，最大吸附量达126 mg·g^-1，较未改性材料提升50%。伪二级动力学模型（R²>0.99）表明该过程以化学吸附为主，Langmuir等温线证实其为单分子层吸附。

【机理分析】热力学参数ΔG⁰为负值（-28.5 kJ·mol^-1）证实吸附过程自发进行，ΔH⁰为正值（15.7 kJ·mol^-1）说明其吸热特性。CTAB的季铵基团通过静电作用捕获[EuEDTA]^x-，同时疏水长链增强材料稳定性。

该研究不仅为核废液中难处理放射性络合物的去除提供了高效解决方案，其提出的"有机-无机杂化"改性策略对开发新型环境修复材料具有重要指导意义。LDH-CTAB材料在宽pH范围（3-9）的稳定性能及可重复使用性，展现出良好的工程应用前景，为核电站废液处理等实际场景提供了可靠的技术储备。