Highly stable Prussian blue nanoparticles containing graphene oxide–chitosan matrix for selective radioactive cesium removal
저자
Rethinasabapathy, Muruganantham ; Kang, Sung-Min ; Lee, Ilsong ; Lee, Go-Woon ; Lee, Sunmook ; Roh, Changhyun ; Huh, Yun Suk
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학술지명
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발행연도
2019
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
194-197(4쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>In this work, a Prussian blue (PB)/graphene oxide (GO)/chitosan (CS) organic-inorganic composite was successfully synthesized and utilized as an adsorbent for the selective removal of cesium (Cs<SUP>+</SUP>) ions. Taking the advantage of synergistic effect GO, CS and PB nanoparticles, the PB/GO/CS composite exhibited maximum adsorption capacity of 48.35 mg g<SUP>−1</SUP> for Cs<SUP>+</SUP> ions. In the presence of competitive monovalent cations (K<SUP>+</SUP> and Na<SUP>+</SUP>), PB/GO/CS showed excellent selectivity (86%) for Cs<SUP>+</SUP> ions and had a 6-fold higher distribution coefficient (<I>K</I> <SUB>d</SUB>) than GO/CS. This enhanced adsorption capacity with high selectivity of PB/GO/CS for Cs<SUP>+</SUP> ions may have been attributed to (i) the presence of carboxylic, hydroxyl and amino functional groups on GO/CS matrix which strongly bind Cs<SUP>+</SUP> ions through electrostatic attraction and chelation, and (ii) the trapping of Cs<SUP>+</SUP> ions by the voids of the FCC-structured PB lattice whose size is equivalent to the hydration radius of Cs<SUP>+</SUP> ions. Due to its low-cost, facile preparation, high adsorption capacity, and superior Cs<SUP>+</SUP> ions selectivity, PB/GO/CS is a promising material for the selective removal of the Cs<SUP>+</SUP> ions from the environment and for protecting ecosystems from the radiation hazards.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Low-cost organic-inorganic hybrid adsorbent for the selective removal of radioactive Cs. </LI> <LI> Exhibit high cesium (Cs) adsorption capacity of 48.35 mg g<SUP>−1</SUP>. </LI> <LI> Confer high structural stability due to strong electrostatic interaction between GO and CS. </LI> <LI> Excellent selectivity for Cs as the hydration radius of Cs matches with the void size of the PB lattice. </LI> <LI> Easy recovery of PB after Cs adsorption by immobilizing it with GO/CS matrix. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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