自脆型去污剂：高效放射性污染治理新技术

背景与原理

核设施表面附着的放射性污染物对人体和环境构成严重威胁。传统去污技术存在废液处理难、操作复杂等局限性。自脆型去污技术作为一种创新解决方案，其核心在于去污剂成膜后吸附污染物，随溶剂挥发自动脆裂脱落，实现污染物的高效清除与便捷回收，显著减少二次污染风险。

材料设计与制备

西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室​、材料与化学学院​与国民核生化灾害防护国家重点实验室​研究团队通过复合改性纳米二氧化硅（SiO₂）与无规共聚物P(MMA-co-MAA-co-HFBMA)乳液，开发出新型自脆型复合去污剂。其中，纳米SiO₂经γ-巯丙基三乙氧基硅烷表面改性以增强分散性，再与含甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸（MAA）及六氟丁酯（HFBMA）的共聚物乳液高速剪切共混。该设计利用聚合物分子链的氢键作用与纳米颗粒的物理增强效应，实现涂层可控脆化。

性能优化与机理

通过调节共聚物单体比例（MMA/MAA/HFBMA），可精准调控去污剂的自脆特性。实验表明，当比例为7:5:0.1时，去污剂在干燥后形成尺寸均一（约1-3 cm²）、易于收集的脆片。其机理在于溶剂挥发过程中，聚合物链段收缩与纳米SiO₂的应力分散作用协同引发涂层脆裂。红外光谱与热重分析证实了材料间氢键交联及热稳定性，透射电镜显示改性后SiO₂分散性显著提升。

去污效能验证

对模拟放射性落下灰（含K元素）的测试显示，该去污剂在玻璃、不锈钢、环氧地坪等表面均表现出色，去污率超过95%。其高效去污源于双重机制：1）溶剂溶解与螯合剂（EDTA-2Na）对污染物的化学吸附；2）脆裂过程将污染物包裹于脱落涂层中，实现物理移除。

应用优势与前景

该技术具备制备简便、成本低廉、适用范围广的特点，尤其适用于核设施复杂表面的松散污染物治理。其自脆特性避免了传统机械或化学清洗的繁琐步骤，大幅降低人员辐射暴露风险，为放射性污染治理提供了高效环保的新路径。未来可进一步优化材料配方，拓展至更多污染物类型与极端环境应用。

来源​：
本研究由西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室​、材料与化学学院​与国民核生化灾害防护国家重点实验室​联合完成，相关成果发表于《核技术》期刊。