ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムをメソポーラスシリカナノファイバーに選択的に吸着させた

Selective adsorption of sodium dodecylbenzenesulfonate from a Cs ion mixture by electrospun mesoporous silica nanofibers.

• Wonho Noh
• Tae Hyeon Kim
• Kune-Woo Lee
• Taek Seung Lee

抄録

ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(SDBS)は、停止中の原子力発電所の除染時にCsイオンなどの放射性核種を除去するために一般的に使用されている。しかし、放射性廃液からの大量のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの除去が不完全であるため、環境への影響が懸念されています。そこで、メソポーラスシリカナノファイバー(MSF)を作製し、効率的にSDBSを分離することに成功しました。MSFは、テトラエチルオルトシリケート,界面活性剤,テンプレートポリマーを用いたエレクトロスピニング法により作製したもので、大きな表面積,高い細孔容積,均一な細孔径分布を有する。また、内部の細孔や外表面を第四級アンモニウム塩で修飾することで、水との親和性とSDBSとの静電相互作用を付与した。その結果、MSF系吸着剤は、従来の吸着剤と比較して優れたSDBS吸着能（158.98mg/g）を有していた。また、MSF系吸着剤は、セシウムイオンとSBSBSの混合溶液からSBSを選択的に吸着することができた。吸着等温線は、フロイントリッヒ・プソ二次運動論的吸着から判断して、SDBSの吸着は一種の多層物理吸着であることが示唆された。

Sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) is commonly used to remove radioactive nuclides such as Cs ions during decontamination of shut-down nuclear power plants. Potential environmental problems still remain because of the incomplete removal of large amounts of SDBS from radioactive liquid waste. For the first time, mesoporous silica nanofibers (MSFs) were fabricated for an efficient SDBS separation. MSFs were prepared by electrospinning using tetraethyl orthosilicate, a surfactant, and a template polymer; the product had a large surface area, a high pore volume, and a uniform pore size distribution. The internal pores or external surface were modified with quaternary ammonium salt, providing affinity to water and an electrostatic interaction with SDBS. The MSF-based adsorbent had excellent adsorption ability for SDBS (158.98 mg/g) over conventional adsorbents. In addition, the MSF-based adsorbent could selectively adsorb SDBS from a mixed solution of SDBS and Cs ions. Judging from the Freundlich pseuso second-order kinetic adsorption, the adsorption isotherm indicated that the SDBS adsorption was a kind of multilayer physisorption.

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