프러시안 블루를 담지한 커피박 바이오차의 세슘 흡착 제거

임영수,김동우,장지선,김보람,이대성 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.5

Objectives: Among various radioactive contaminants, radioactive cesium is one of the most harmful radionuclides that causes human health issues due to its high emission of gamma-ray, high solubility, high mobility, high fission yield, and long half-life. Different kinds of adsorbents have been developed for the removal of cesium from radioactive wastewater. Especially, biochar has attracted great attention as a potential adsorbent in the treatment of pollutants and for water purification. In addition, Prussian blue is a cubic lattice structure that contains a cage size similar to the hydrated cesium ionic radius, indicating it can selectively remove cesium ions. Therefore, the aim of this study is to investigate the cesium adsorption performance of synthesized Prussian blue-immobilized coffee ground biochar (PB-CGBC) under various experimental conditions for cesium removal from radioactive wastewater. Methods: After wasted coffee ground was washed and dried, it was heated at 400℃ with 10℃/min of heating rate and 5 h of retention time in a furnace with little or no available air. The PB-CGBC was synthesized using a facile co-precipitation method. Fourier transform-infrared spectroscopy, X-ray diffractometer, field emission-transmission electron microscope, Brunauer-Emmett-Teller, and zeta potential analyzer were used to analyze physico-chemical characteristics and surface structure of the synthesized adsorbents. The kinetic and equilibrium experiments of cesium adsorption on PB-CGBC were carried out and the effect of pH, temperature, initial cesium concentration, and contact time were also investigated in a batch system. Results and Discussion: The characteristic analysis clearly confirmed the successful synthesis of PB-CGBC, indicating its abundant functional groups and special surface structure. In the batch study, it was found that the cesium adsorption onto the PB-CGBC was exothermic nature. The Elovich kinetic model and Temkin isotherm also provided a good correlation with the cesium adsorption reaction onto the PB-CGBC. The maximum adsorption capacity of PB-CGBC for cesium was 129.57 mg/g at 15℃ and pH 8 at 40 mM of an initial cesium concentration, which was one of the highest values among those of previously reported adsorbents. Conclusions: In this study, the PB-CGBC was synthesized by immobilizing Prussian blue to the surface of coffee ground biochar and successfully applied for the adsorptive removal of cesium ions. Based on the experimental results, the synthesized PB-CGBC can be served as a great adsorbent for treatment of wastewater polluted with radioactive cesium. 목적: 방사성 세슘은 높은 감마선 방출량, 높은 용해성, 높은 이동성, 높은 핵분열율과 긴 반감기 때문에 인체에 가장 큰 악영향을 주는 방사성핵종 가운데 하나로 분류된다. 현재까지 다양한 흡착제가 액체 방사성폐기물 내 세슘을 제거하기 위해 개발되었다. 특히, 바이오차는 오염물질 처리와 수질 정화에 탁월한 흡착제로서 많은 주목을 받고 있다. 또한, 프러시안 블루는 면심입방구조체로서 수화된 세슘이온과 비슷한 크기의 격자구조를 가지고 있어 선택적인 세슘 제거가 가능하다. 따라서, 본 연구에서는 액체 방사성 폐기물 내 세슘 제거를 위해 다양한 실험 조건에서 프러시안 블루로 담지된 커피박 바이오차(PB-CGBC)의 세슘 흡착 성능을 조사하고자 한다. 방법: 폐기된 커피박을 세척하고 건조시킨 후 10℃/min의 열분해 속도와 5시간의 체류시간, 공기가 없는 400℃ 조건에서 열분해하였다. PB-CGBC는 간단한 공침법을 이용하여 합성하였다. 적외선/근적외선 분광광도계, X선 회절분석기, 전계방사형 투과전자현미경, 비표면적 및 기공도 측정기, 제타전위 분석기를 사용하여 흡착제의 물리・화학적 특성과 표면 구조를 분석하였다. 회분식 실험을 바탕으로 PB-CGBC의 세슘 흡착에 대한 흡착속도와 평형실험을 수행하였고 pH, 온도, 초기 세슘 농도 및 반응시간에 대한 영향인자 실험도 함께 진행하였다. 결과 및 토의: PB-CGBC의 특성 분석 결과로부터, PB-CGBC 표면에 풍부한 기능기 그룹이 존재하고 독특한 표면구조를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 회분식 흡착 실험에서 PB-CGBC의 세슘 흡착이 발열반응이며 Elovich 속도식과 Temkin 등온식이 PB-CGBC에 대한 세슘 흡착반응을 잘 나타냄을 확인할 수 있었다. PB-CGBC의 최대흡착량은 15℃, 초기 세슘 농도 40 mM, pH 8에서 129.57 mg/g으로 나타났는데 이는 선행 연구된 흡착제들과 비교했을 때, 가장 큰 값이었다. 결론: 커피박 바이오차 표면에 프러시안 블루을 담지하여 PB-CGBC를 합성하였으며, 이를 세슘 흡착제거에 성공적으로 적용할 수 있었다. 실험결과로부터 PB-CGBC는 방사성 세슘으로 오염된 폐수를 처리하기 위한 훌륭한 흡착제로서 사용할 수 있을 것이다.

원자력 시설 인근 수계에서 방사성 세슘 제거를 위한 일라이트 개질 연구

황정환(Jeong hwan Hwang),정성욱(Sung wook Choung),신우식(Woo sik Shin),한원식(Weon Shik Han) 대한자원환경지질학회 2018 자원환경지질 Vol.51 No.2

체르노빌과 후쿠시마와 같은 원자력 사고를 통해 환경으로 방출되는 방사성 세슘(137Cs)은 화학적 독성과 γ선 방출, 그리고 긴 반감기(t1/2 = 30.2 년) 때문에 주된 감시대상 방사성 핵종 가운데 하나이다. 1족 알칼리 금속인 세슘은 점토광물에 잘 흡착되며, 특히 운모류 광물인 일라이트와 특이적 흡착을 하는 것으로 알려져 있다. 이는 일라이트의 frayed edge sites 에 세슘이 선택적 흡착을 일으키기 때문이며, 이러한 흡착 지점은 일라이트의 풍화 정도 및 결정도에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 연구는 인공 풍화 실험(pH=2.0 at 50℃)을 통해 일라이트 표면을 개질함으로써 세슘의 흡착 성능을 증가시키기 위해 수행되었다. 일라이트의 층간 양이온들(K, Ca)은 반응 1일 이내에 다량 용출되는 반면, 결정 구조를 구성하는 Si와 Al은 점진적으로 용출되었다. 또한 일라이트 시료의 결정도가 감소하여 인위적인 화학적 풍화가 발생하였음을 지시하였다. 저농도의 세슘과 흡착 실험을 진행한 결과, 흡착분배계수가 기존에 비해 약 2배 증가하였다. 이러한 결과는 비교적 저온에서 손쉽게 일라이트의 흡착 성능을 개선할 수 있음을 암시한다. Radioactive cesium(137Cs) can be released into the environment through severe nuclear accidents such as the Chernobyl and Fukushima, The 137Cs is one of major monitoring radionuclides due to its chemical toxicity, γ radiation and long half-life(t1/2=30.2 yrs). It has been known well that illite adsorb selectively and strongly the cesium due to frayed edge sites. The quantity of the FES in the illite could be controlled by weathering processes. Therefore, this study was modified illite samples through artificial weathering in the laboratory to increase sorption efficiency for cesium. Abundant interlayer cations(i.e., K, Ca) were eluted within 1 day, while Si and Al were gradually released from the crystal structure. In addition, broad peaks of XRD indicated the occurrence of chemical weathering. The cesium sorption distribution coefficients increased up to approximately 2 times after the weathering. These results suggested that sorption capacity of illite could be enhanced for cesium through artificial weathering under low temperature.

연속순환전위법에 의한 NHCNFe와 세슘의 산화-환원 반응 특성 조사

이미경 ( Mi Kyung Lee ),황영기 ( Young Gi Hwang ) 경남대학교 환경문제연구소 2002 환경연구 Vol.25 No.-

In Vitro Experiment to Evaluate ¹³⁷Cs Dissolution in the Digestion Process of Mushrooms

Nishiono, Kanoko,Yamanishi, Hirokuni The Korean Association for Radiation Protection 2020 방사선방어학회지 Vol.45 No.4

Background: Several studies have reported that wild mushrooms contain high amounts of radioactive cesium (137Cs). After the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident, a significantly high concentration of 137Cs has been detected in wild mushrooms, and their consumption may be the cause of the chronic internal exposure of local consumers to radioactivity. Therefore, an accurate evaluation of the internal radioactivity resulting from mushroom ingestion is needed. Materials and Methods: The 137Cs elution rate through the cooking and digestion stages was evaluated using in vitro experiments. The edible mushroom Pleurotus djamor was taken as a sample for the experiments. The mushrooms were cultivated onto solid media containing 137Cs. We evaluated the internal dose based on the actual conditions using the elution rate data. For various cooking methods, the results were compared with those of other wild edible mushrooms. Results and Discussion: From the elution experiment through cooking, we proved that 25%-55% of the 137Cs in the mushrooms was released during soaking, boiling, or frying. The results of a simulated digestion experiment after cooking revealed that almost all the 137Cs in the ingested mushrooms eluted in the digestive juice, regardless of the cooking method. The committed effective dose was reduced by 20%-75% when considering the dissolution through the cooking process. Conclusion: We found that cooking lowers 137Cs concentration in mushrooms, therefore reducing the amount of radioactivity intake. Besides, since there were differences between mushroom types, we demonstrated that the internal exposure dose should be evaluated in detail considering the release of 137Cs during the cooking stages.

석탄광산배수처리슬러지에 Na와 S를 첨가하여 개량한 흡착제의 세슘 흡착 특성 규명

전소영,김단우,변정현,신대현,양민준,이민희 대한자원환경지질학회 2023 자원환경지질 Vol.56 No.2

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS2•2(H2O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na+과 Cs+ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

고염/고방사성 폐액 내 Cs 제거를 위한 복합 흡착제 합성 및 특성 연구

김지민,이근영,김광욱,이일희,정동용,문제권,현재혁 한국방사성폐기물학회 2017 방사성폐기물학회지 Vol.15 No.1

For the removal of cesium (Cs) from high radioactive/high salt-laden liquid waste, this study synthesized a highly efficient composite adsorbent (potassium cobalt ferrocyanide (PCFC)-loaded chabazite (CHA)) and evaluated its applicability. The composite adsorbent used CHA, which could accommodate Cs as well as other molecules, as a supporting material and was synthesized by immobilizing the PCFC in the pores of CHA through stepwise impregnation/precipitation with CoCl2 and K4Fe (CN)6 solutions. When CHA, with average particle size of more than 10 ㎛, is used in synthesizing the composite adsorbent, the PCFC particles were immobilized in a stable form. Also, the physical stability of the composite adsorbent was improved by optimizing the washing methodology to increase the purity of the composite adsorbent during the synthesis. The composite adsorbent obtained from the optimal synthesis showed a high adsorption rate of Cs in both fresh water (salt-free condition) and seawater (high-salt condition), and had a relatively high value of distribution coefficient (larger than 104 mL·g-1) regardless of the salt concentration. Therefore, the composite adsorbent synthesized in this study is an optimized material considering both the high selectivity of PCFC on Cs and the physical stability of CHA. It is proved that this composite adsorbent can remove rapidly Cs contained in high radioactive/high salt-laden liquid waste with high efficiency. 본 연구에서는 고염/고방사성 폐액 내 함유된 주요 고방사성핵종인 Cs 제거를 목적으로 고효율의 복합 흡착제(potassium cobalt ferrocyanide (PCFC)-loaded chabazite (CHA)) 합성 및 이의 적용성을 평가하였다. 복합 흡착제는 Cs을 비롯한 다른 입자를 수용할 수 있는 CHA를 지지체로 선정하였으며, CoCl2 및 K4Fe(CN)6 용액의 단계적인 함침/침전을 통해 PCFC를CHA 세공 내에 고정화함으로써 합성하였다. 복합 흡착제의 합성 시 평균 입자크기가 10 ㎛ 이상의 CHA를 지지체로 사용할경우, PCFC 입자는 안정적인 형태로 고정화되었다. 또한, 합성 시 복합 흡착제의 정제를 증가시키는 세척 방법을 최적화함으로써, 복합 흡착제의 물리적 안정성이 향상되었다. 최적의 합성법을 통해 얻은 복합 흡착제에 의한 Cs 흡착 시, 담수(무염조건) 및 해수(고염 조건)에서 모두 빠른 흡착 속도를 보였으며, 염 농도와 무관하게 비교적 높은 분배계수 값(104 mL·g-1 이상)을 나타내었다. 그러므로, 본 연구에서 합성한 복합 흡착제는 CHA 및 PCFC가 각각 가지고 있는 물리적 안정성과 Cs 에 높은 선택성 등을 고려하여 촤적화한 소재이며, 고염/고방사성폐액에 함유되어 있는 Cs을 고효율로 신속하게 제거할 수있음을 알 수 있다.

KNiFe(CN)₆ 전기화학적 이온교환체를 이용한 세슘 양이온의 분리에 관한 연구

황영기,Hwang, Young Gi 한국전기화학회 2012 한국전기화학회지 Vol.15 No.4

본 연구에서는 전기화학적 이온교환체 중의 하나인 nickel hexacyanoferrate($KNiFe(CN)_6$) 막 전극을 사용하여 세슘 양이온을 분리하는 실험을 수행하였다. 1.0M $NaNO_3$와 1.0M $CsNO_3$의 단일성분계 및 이성분계 수용액에서 순환전위곡선을 측정하여 전극전위, 전류, 전기량의 변화 거동을 조사하였으며, 실험 전과 후에 $KNiFe(CN)_6$ 막의 구조 형태와 원자조성의 변화를 각각 SEM과 EDS 분석을 통하여 조사하였다. 또한 나트륨과 세슘 용액에서 교대로 이온교환 반응을 수행하여 측정한 순환전위곡선과 원자조성으로부터 $KNiFe(CN)_6$의 이온 선택성을 조사하였다. 본 연구의 실험 결과에 의하면, 전기를 인가한 $KNiFe(CN)_6$ 이온교환체는 화학적 유 무기물 이온교환체에 비해 약 40배 이상의 우수한 내구성을 가짐을 알 수 있었다. 또한 $KNiFe(CN)_6$ 이온교환체는 나트륨보다 세슘에 대해 보다 높은 선택도를 가짐을 확인할 수 있었다. This study was performed to investigate the separation of cesium cations by using an electrochemical ion exchanger of nickel hexacyanoferrate($KNiFe(CN)_6$) film electrode. Potential, current, and charge passing through the cyclic voltammograms were measured in singular and binary solutions of 1.0M $NaNO_3$ and 1.0M $CsNO_3$. Before and after each experiment, the structural morphology and atomic composition of $KNiFe(CN)_6$ were analyzed by SEM and EDS, respectively. The ion selectivity of $KNiFe(CN)_6$ was also observed by the voltammograms and atomic compositions measured in the solution alternated between sodium and cesium. As the result of this study, it was found that the electrically switched $KNiFe(CN)_6$ ion exchanger had the significant advantage of 40 times or longer durability than conventional organic or inorganic ion exchanger. It was also shown that the $KNiFe(CN)_6$ ion exchanger had high selectivity for cesium over sodium.

Study of Composite Adsorbent Synthesis and Characterization for the Removal of Cs in the High-salt and High-radioactive Wastewater

Jimin Kim,Keun-Young Lee,Kwang-Wook Kim,Eil-Hee Lee,Dong-Yong Chung,Jei-Kwon Moon,Jae-Hyuk Hyun 한국방사성폐기물학회 2017 방사성폐기물학회지 Vol.15 No.1

본 연구에서는 고염/고방사성 폐액 내 함유된 주요 고방사성핵종인 Cs 제거를 목적으 로 고효율의 복합 흡착제(potassium cobalt ferrocyanide (PCFC)-loaded chabazite (CHA)) 합성 및 이의 적용성을 평가하 였다. 복합 흡착제는 Cs을 비롯한 다 른 입자를 수용할 수 있는 CHA를 지지체로 선정하였으며, CoCl2 및 K4Fe(CN)6 용액 의 단계적인 함침/침전을 통해 PCFC를 CHA 세공 내에 고정화함으로써 합성하였다. 복합 흡착제의 합성 시 평균 입자크기가 10 ㎛ 이상의 CHA를 지지체로 사용할 경우, PCFC 입자는 안정적인 형태로 고정화되었다. 또한, 합성 시 복합 흡착제의 정 제를 증가시키는 세척 방법을 최적화함 으로써, 복합 흡착제의 물리적 안정성이 향상되었다. 최적의 합성법을 통해 얻은 복합 흡착제에 의한 Cs 흡착 시, 담수(무염 조건) 및 해수(고염 조건)에서 모두 빠른 흡착 속도를 보였으며, 염 농도와 무관하게 비교적 높은 분배계수 값(104 mL·g-1 이상)을 나타내었다. 그러므로, 본 연구에서 합성한 복합 흡착제는 CHA 및 PCFC가 각각 가지고 있는 물리적 안정성과 Cs 에 높은 선택성 등을 고려하여 촤적화한 소재이며, 고염/고방사성폐액에 함유되어 있 는 Cs을 고효율로 신속하게 제거할 수 있음을 알 수 있다. For the removal of cesium (Cs) from high radioactive/high salt-laden liquid waste, this study synthesized a highly efficient composite adsorbent (potassium cobalt ferrocyanide (PCFC)-loaded chabazite (CHA)) and evaluated its applicability. The composite adsorbent used CHA, which could accommodate Cs as well as other molecules, as a supporting material and was synthesized by immobilizing the PCFC in the pores of CHA through stepwise impregnation/precipitation with CoCl2 and K4Fe (CN)6 solutions. When CHA, with average particle size of more than 10 ㎛, is used in synthesizing the composite adsorbent, the PCFC particles were immobilized in a stable form. Also, the physical stability of the composite adsorbent was improved by optimizing the washing methodology to increase the purity of the composite adsorbent during the synthesis. The composite adsorbent obtained from the optimal synthesis showed a high adsorption rate of Cs in both fresh water (salt-free condition) and seawater (high-salt condition), and had a relatively high value of distribution coefficient (larger than 104 mL·g-1) regardless of the salt concentration. Therefore, the composite adsorbent synthesized in this study is an optimized material considering both the high selectivity of PCFC on Cs and the physical stability of CHA. It is proved that this composite adsorbent can remove rapidly Cs contained in high radioactive/high salt-laden liquid waste with high efficiency.

원전 폐콘크리트의 방사성 폐기물 처분용 고화제로의 활용을 위한 고화체 특성 평가

서은아(Eun-A Seo),이호재(Ho-Jae Lee),권기현(Ki-Hyon Kwon),김도겸(Do-Gyeum Kim) 한국건설순환자원학회 2021 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.9 No.4

이 연구에서는 원전 해체 콘크리트에서 분리된 폐콘크리트 미분말을 방사성 폐기물용 고화제로 재활용하기 위한 성능평가를 수행하였다. 원전 해체 콘크리트에서 분리된 폐콘크리트 미분말을 모사한 시료를 제작하였으며, 주요 변수는 결합재 종류와 제올라이트 혼입율이었다. 고화제 특성평가는 유동성과 압축강도 및 비방사성 세슘에 대한 침출 저항성을 수행하였다. 폐콘크리트 모사시료의 압축강도는 제올라이트 혼입율이 증가함에 따라 증가하였으며, 제올라이트가 5% 이상 혼입된 고화제는 인수기준 대비 1.4∼1.7배 높은 압축강도를 나타내었다. 모든 시험체의 세슘 침출지수는 6 이상으로 인수기준을 만족하였으며, SA의 침출지수는 OPC 대비 1.47∼1.63배 높게 나타났다. 특히, 제올라이트 5% 치환 고화제의 28일 이후 평균 침출지수는 9.15으로 OPC 대비 약 6.4% 향상되었으며, 전 기간 동안 안정적인 성능을 나타내어 제올라이트가 세슘이온에 대한 침출저항성 향상에 효과적임을 확인하였다. The purpose of this study is to evaluate the performance of a solidifying agent for recycling the fine powder separated from the nuclear power plant decommissioned concrete as a solidifying agent(SA) for radioactive waste. In order to evaluate the performance of the solidifying agent, a powder simulating the fine powder of waste concrete separated from the dismantled concrete of a nuclear power plant was produced, and the main variables were the type of binder and the replacement ratio of zeolite. The solidifying agent was evaluated for fluidity performance, compressive strength, and leaching resistance to non-radioactive cesium. The compressive strength of SA increased as the zeolite replacement ratio increased, and the SA containing 5% or more of zeolite showed a compressive strength that was 1.4 to 1.7 times higher than the acceptance criteria. The cesium leaching index of all specimens was 6 or higher, satisfying the acceptance criteria, and the leaching index of SA was 1.47∼1.63 times higher than that of OPC. In particular, the average leaching index after 28 days of the 5% zeolite-substituted solidifying agent was 9.15, which was improved by about 6.4% compared to OPC, and it was confirmed that the zeolite was effective in improving the leaching resistance to cesium ions by showing stable performance over the entire period.

Improving mechanical property of 3D micro-scavenger cage as a highly effective adsorbent for radioactive cesium

장성찬,강성민,이일송,노창현,허윤석 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1

Radioactive contaminant adsorbents require well-designed morphologies for effective interaction with radioactive species selectively and high structural stability during adsorption. Herein, we demonstrate a pomegranate-like micro-scavenger cage (P-MSC) with high adsorption capacity towards radioactive cesium (¹³⁷Cs). The resulting micro-scavenger cage shows enhancing properties compared to alginate bead gelled by traditional methods using Ca²⁺. The proton-exchange between cesium and P-MSC result in rapid adsorption, within 10 min, with a high removal capacity. The resulting P-MSC has a 236-fold higher distribution coefficient toward cesium than traditional Ca-alginate bead. The maximum cesium removal capacity of the P-MSC is 108.06 mg/g. It is found that the P-MSC have a removal efficiency of 99.24% for radioactive cesium, showing that the material holds great promise for the clean-up of radioactive cesium contaminated seawater around nuclear plants and/or after nuclear accidents.