Melamin ve stiren bazlı ağyapı kullanılarak sıvı nükleer atıklardan sezyum ve stronsiyumun gideriminin incelenmesi

Radyoaktif atık yönetiminde yaklaşık 30 yıl yarılanma ömrüne sahip olan sezyum ve stronsiyumun giderimi son derece önem arz etmektedir. Bu çalışmada, melamin ve stiren bazlı polimerik sorbent sentezlenmiş ve FTIR, XRD, SEM, BET ve TGA ile karakterize edilmiştir. Melamin ve stiren bazlı polimer (MSBP) çözeltilerden Cs+ ve Sr2+ iyonlarının gideriminde adsorban olarak kullanılmıştır. Bu bağlamda, melamin ve stiren bazlı polimer üzerine Cs+ ve Sr2+ adsorpsiyonu davranışları pH, adsorban miktarı, başlangıç Cs+ ve Sr2+ konsantrasyonları, temas süresi, sıcaklık ve partikül boyutunun bir fonksiyonu olarak çalışıldı. Ayrıca, radyoaktif stronsiyum ve sezyumun adsorpsiyon verim yüzdeleri LSC (sıvı sintilasyon sayıcı) ve gama spektroskopisi kullanılarak araştırıldı. Adsorpsiyon verileri Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modellerine uyarlanmıştır. Melamin bazlı polimer maksimum adsorpsiyon kapasitesine Cs+ için 333 mg.g-1'da, Sr2+ için 142,9 mg.g-1'da ulaşmıştır. MSBP üzerine Cs+ ve Sr2+ adsorpsiyonunda serbest enerji (ΔG), entropi (ΔS) ve entalpi (ΔH) değişimi gibi termodinamik parametreler 293 K, 303 K, 313 K, 323 K ve 333 K'de beş farklı sıcaklıkta incelendi. Stronsiyum için pozitif ΔH0 değerleri endotermik ve sezyum için negatif ΔH0 değerleri egzotermik özellikte adsorpsiyon mekanizması anlamına gelir. Sırasıyla, negatif Gibbs serbest enerji ΔG ve pozitif ΔS değerleri hem Cs+ hem de Sr2+'un MSBP üzerine adsorpsiyonunun kendiliğinden ve tersinmez olarak gerçekleştiğini göstermektedir. Kinetik parametrelerin bir fonksiyonu olarak yalancı birinci ve ikinci derece hız denklemleri araştırıldı. Ve hem Cs+ hem de Sr2+'un MSBP üzerine adsorpsiyonunda yalancı ikinci derece hız denkleminin daha kullanışlı olduğu görüldü.