近日，乌克兰科学家团队通过切尔诺贝利隔离区样本废水的处理实验，成功研制出一种能够彻底清除放射性污染的磁性碳-黏土复合材料。该种材料可高效去除水中的重金属、石油残留物和放射性污染物。
创新材料设计
面对工业活动与核废物对生态系统的持续影响，传统的废水处理系统已难以应对复杂污染物。该项研究使用热膨胀石墨(TEG)作为基础材料。TEG材料具有大比表面积和强疏水性，是理想的高效吸附剂材料。通过将TEG与具有离子交换能力，且对环境安全的膨润土结合，科学家研制出能捕获金属、放射性核素和有机污染物的磁响应复合材料，可同步吸附极性与非极性污染物，包括石油残留物和放射性同位素。
制备与测试方法
在材料制备过程中，研究人员将高纯度石墨与硫酸混合，经热处理使其层状结构膨胀。通过嵌入铁及氧化铁微纳米颗粒赋予材料磁性，确保处理废水后能便捷回收。测试除使用模拟放射性废水外，还使用了采集自切尔诺贝利"石棺"区域内的真实样本。通过调整TEG-膨润土配比并结合机械活化工艺，有效提升了材料均匀性与吸附效率。
突破性测试结果
实验中，复合材料去污效果显著：化学需氧量从1500mg/dm³降至135mg/dm³;金属去除率方面，铯去除率达到81.4%、锶达到89.9%、锰达到了约99%;放射性核素去除方面，镅-241和铕-154去除效率超99.99%。在切尔诺贝利放射性废水处理中，材料使放射性活度降低三个数量级。后续结合亚铁氰化物吸附剂进行二级去污，总去污效率达99.99%。该材料在多次循环使用后仍保持结构与性能稳定，展现出长期应用潜力。
应用前景展望
该项研究成果展示了TEG-膨润土复合材料在核工业、油气开采和市政污水处理领域的应用价值。可大幅简化回收流程，降低处理成本与二次污染。后续将就复合材料配方优化、测试不同环境条件下的性能、推进规模化的现场应用开展研究，研发将重点关注材料的长期稳定性、经济性及全生命周期影响。
