Ein Kobalt-geprägtes Polymer zur Verminderung von radioaktivem Abfall

Ziel

Ziel des Projektes ist es, ein kobaltspezifisches Polymer für die Reduzierung des Volumens von radioaktivem Abfall zu entwickeln. Das Material sollte speziell Kobaltionen auch in Gegenwart eines Überschusses von Eisenionen und Komplexbildnern binden. Somit könnten radioaktive Kobaltionen von einem hohen Überschuss an Fe-Ionen abgetrennt werden und bei der chemischen Dekontaminierung von nuklearen Abfällen entfernt werden. Da die herkömmlichen Ionenaustauscherharze nur wenig spezifisch sind, fällt derzeit eine große Menge radioaktiver Abfall an, welcher hohe Entsorgungskosten verursacht.

Methode

Molekulare Prägung wurde in der Vergangenheit oft als selektives Sorbens für Moleküle und Metallionen beschrieben. Verschiedene Beispiele für metallgeprägte Polymere zeigten eine höhere Selektivität für bestimmt Metallionen wie z.B. Kupfer-, Nickel- oder Cadmiumionen und UO₂⁺. Bisher wurde jedoch nicht versucht, Kobaltionen mittels geprägter Polymere aus einem Überschuss an Eisenionen zu binden.

Ergebnisse

Die molekular geprägten Polymere (MIP) wurden durch thermische Polymerisation einer methanolischen Lösung des Kobaltdinatriumsalzkomplexes mit Vinylbenzyliminodiessigsäure unter großem Überschuss an Monomeren (Ethyleneglycoldimethacrylat) hergestellt (Abb. 23).

Abbildung 23: Ein Ionen geprägtes Polymer für die spezifische Bindung von Kobaltionen in der Gegenwart von Eisenionen

Zur Überprüfung der selektiven Anreicherung wurde das neu synthetisierte geprägte Polymer mit einem nichtgeprägten Polymer (NIP) verglichen. Die Bindungsstudie (MIP oder NIP) wurde mit 0,1 M Zitronensäurepuffer (pH~4,8) und 2,5 ml Metallionenlösung bei 30°C für 24 Stunden durchgeführt. Die Metallionenkonzentration im Überstand wurde anschließend mittels AAS bestimmt, die Ergebnisse sind in der Abbildung 23 zu sehen.
Es wurde festgestellt, dass das geprägte Polymer eine konzentrationsabhängige Aufnahme der Kobaltionen bis zum Maximum bei einer Konzentration von 4,2mM aufweist. Eine Aufnahme der Eisenionen fand nicht statt. Das nicht geprägte Polymer konnte weder Eisen- noch Kobaltionen binden.

Förderung

DAAD-Stipendium für Anupkumar Bhaskarapillai

Ansprechpartner

Priv.-Doz. Dr. Börje Sellergren
B.Sellergren@infu.uni-dortmund.de
Fon: (0231) 755-4082

Poster

1. Anupkumar, B.; Sellergren, B. (2006):
   "Metal imprinted polymer for selective removal of cobalt in presence of iron", Cardiff, UK MIP 2006 .