将粉状吸附剂封装在再生塑料基体中，以实现高效捕获放射性碘

《Advanced Sustainable Systems》：Encapsulating Powdery Adsorbents Into Recycled Plastics Matrix for Efficient Radioactive Iodine Capture

放射性碘高效捕获材料研究

　　

摘要

高效捕获气态放射性碘对于核能的可持续发展和生态系统的长期辐射安全至关重要。近年来，人们设计并研究了多种具有精细纳米结构的吸附剂来捕获挥发性放射性碘，然而这些粉末状吸附剂（如银/铜/铋/锡基纳米材料、金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）等）在处理和运输过程中存在显著的问题。受到含铅（Pb）的聚乙烯（PE）（Pb-PE）中子屏蔽材料成功的启发，本研究将一系列高效粉末状吸附剂封装到回收的聚苯乙烯（PS）泡沫骨架中。实验结果表明，这些粉末状材料与制备的PS泡沫的多孔骨架相容性良好，从而在整个基质中均匀分散。得益于这些粉末状材料的高活性和均匀分布，复合泡沫在较短的吸附过程中表现出良好的吸附能力，优于传统的粉末状吸附剂。机理研究表明，放射性及化学性质稳定的PS泡沫主要作为惰性支架，用于分散活性成分并促进碘蒸气的扩散，而嵌入的粉末状材料则主导了吸附过程。此外，还建立了一个半自动化制备平台，以实现高效复合泡沫的大规模生产，展示了该策略的商业前景。在70°C、氮气流量为0.1 L min^?1的动态吸附条件下，使用制备的SnS-400/泡沫材料，对放射性碘蒸气的吸附效率达到了约99.95 ± 0.03%。本研究提出了一种利用回收聚苯乙烯塑料制备高性能放射性碘蒸气吸附剂的简便高效方法，不仅解决了有效捕获碘的关键问题，还为塑料废物的可持续再利用开辟了新的途径。

利益冲突

我们就本研究中报道的制备方法及其应用已提交了专利申请。