Materiales en fase sólida funcionalizados con azufre para la separación selectiva de arsénico y selenio

Área de la Ciencia:

• Química Nuclear y Radiocímica
• Ciencia de los materiales para la separación de isótopos

Sus antecedentes:

• Los isótopos radiactivos de arsénico (As) son cruciales para la medicina nuclear, la seguridad nacional y la investigación ambiental.
• Los métodos actuales para separar los isótopos de As del selenio (Se) a menudo requieren un estricto control del estado de oxidación o condiciones altamente ácidas.
• El desarrollo de técnicas de separación eficientes y menos complejas es esencial para avanzar en las aplicaciones de estos isótopos.

Objetivo del estudio:

• Evaluar el rendimiento de nuevos materiales en fase sólida a base de azufre para la separación de isótopos radiactivos de arsénico.
• Evaluar la viabilidad de estos materiales para su uso en generadores de isótopos médicos.
• Proporcionar un método de separación alternativo que funcione a una menor acidez y evite la química redox compleja.

Principales métodos:

• Se sintetizaron y probaron tres ligandos basados en azufre covalentemente unidos: tiofenol-poliestireno, propanetiol-sílice y tiourea-sílice.
• Las características de absorción, incluidos los coeficientes de distribución (D_w) y la cinética, se midieron utilizando ⁷⁵Se y ⁷³As en soluciones de ácido clorhídrico (HCl) y nítrico (HNO₃).
• Se llevaron a cabo estudios de comportamiento de separación de columnas, estabilidad del ligando y elución para evaluar la aplicabilidad práctica.

Principales resultados:

• Las resinas a base de azufre demostraron un alto rendimiento (>95%) y una recuperación de isótopos de arsénico de alta pureza en varias concentraciones de HCl.
• Se lograron eficiencias de separación comparables en HNO3 cuando las resinas se utilizaron junto con la cromatografía de intercambio aniónico.
• Los estudios de estabilidad de ligandos indicaron una lixiviación de azufre insignificante a concentraciones relevantes de ácido de separación, lo que respalda el uso potencial en generadores de isótopos.

Conclusiones:

• Los materiales en fase sólida a base de azufre ofrecen una alternativa prometedora de baja acidez para la separación eficiente de isótopos radiactivos de arsénico.
• Estos materiales presentan un excelente rendimiento para la recuperación de arsénico, adecuado para aplicaciones en la producción de isótopos médicos.
• La estrategia de separación desarrollada simplifica los métodos existentes al eliminar la necesidad de un complejo control del estado de oxidación.