表面活性剂改性镁铝层状双氢氧化物高效吸附152+154Eu(III)-EDTA复合物的机制研究

本研究针对核废液中放射性核素-EDTA复合物难去除的难题，通过CTAB改性Mg/Al-LDH材料，实现了对152+154Eu-EDTA的高效吸附（126 mg g?1），其伪二级动力学和Langmuir等温线特征为核废处理提供了新型吸附剂设计策略。

　　

随着核能应用的快速发展，放射性废液处理成为环境治理的棘手难题。其中，放射性核素与乙二胺四乙酸（EDTA）形成的可溶性复合物尤为棘手——这些带负电的"顽固分子"能抵抗传统沉淀方法，像穿了防弹衣般在废水中稳定存在。以^152+154Eu(III)为例，这种化学性质与锕系元素相似的镧系元素，其γ辐射特性虽便于监测，但与EDTA结合后形成的[EuEDTA]^x?复合物却让处理人员头疼不已。

埃及第二研究反应堆（ETRR-2）的研究团队独辟蹊径，将目光投向层状双氢氧化物(LDH)这一具有"夹心饼干"结构的材料。通过CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）这种表面活性剂对Mg/Al-LDH进行改性，研究者成功让原本亲水的LDH获得疏水"外衣"，其层间间距从0.76 nm拓展至1.85 nm，犹如拓宽了高速公路车道，为Eu-EDTA复合物的吸附创造了理想环境。

研究采用共沉淀法合成LDH，通过FT-IR观察到1380 cm^?1处NO₃^?的特征峰，XRD显示改性后(003)晶面间距增大，SEM则证实CTAB使LDH片层由致密变为多孔花状结构。吸附实验显示，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%。动力学分析揭示该过程符合伪二级模型，说明化学吸附占主导；Langmuir等温线则表明Eu-EDTA在LDH-CTAB表面形成单分子层吸附。

这项发表于《Applied Radiation and Isotopes》的研究突破在于：首次证实CTAB改性可显著增强LDH对放射性核素-有机复合物的捕获能力。热力学参数ΔH>0、ΔG<0揭示的吸热自发过程，为核废处理工艺提供了新思路——通过调控表面活性剂链长，有望开发出针对不同核素的特异性吸附材料。当处理含⁹⁹TcO₄^?、¹²⁹I^?等阴离子核素的废水时，这种"以柔克刚"的策略或将成为破解核废处理困局的关键钥匙。