铀(Ⅵ)在氧化锌修饰聚丙烯腈纤维上的吸附行为

作者：黄国庆; 白震媛; 陈兆文; 刘琦; 王君^*

来源：材料导报, 2019, 33(14): 2436-2443.

• 低浓度铀
• 氧化锌
• 聚丙烯腈纤维
• 吸附

本研究通过溶剂热自组装将氧化锌(ZnO)纳米棒阵列原位生长在聚丙烯腈纤维(PANF)表面,成功合成ZnO/PANF复合材料。ZnO的引入有效地增加了PANF表面的活性位点,从而改善了纯PANF吸附容量小的问题。采用扫描电子显微镜对材料形貌进行表征,并开展一系列静态吸附实验,研究了铀溶液的pH值、初始浓度、吸附时间及温度等因素对U(Ⅵ)吸附的影响。ZnO/PANF复合材料对U(Ⅵ)的饱和吸附量可达248. 14 mg·g-1(298. 15 K,pH=6. 0,C0=200 mg·L-1,t=180 min),符合准二级动力学模型以及Langmuir等温吸附模型,且吸附是一个吸热、自发过程;通过离子竞争实验以及循环吸脱附实验,验证了ZnO/PANF复合材料具有良好的选择性和循环利用率。值得注意的是,ZnO/PANF复合材料对低浓度铀的去除率可达89%,在真实海水以及模拟受放射性废物污染的海水中,ZnO/PANF复合材料对铀的去除率也均能达到45%以上,证明该吸附剂在海水提铀领域的潜在能力。通过IR和XPS证明该复合材料主要是通过表面的-COOH以及Zn-O中的含氧基团实现对U(Ⅵ)的吸附。

• 单位
  哈尔滨工程大学; 中国船舶重工集团公司第七一八研究所