酰胺基两性分子对二硫化钨吸附铀容量的影响机制

作者：赵家印; 柳玉辉; 王子鸣; 唐梦; 卢雅宁; 张爽; 王英财; 刘云海; 邓圣

来源：环境工程技术学报, 2023, 13(03): 1118-1126.

• 铀酰离子(UO22+)
• 两性分子
• 铀酰活性位点
• WS2纳米片
• 络合机理

含铀废水中铀的回收主要是基于材料与[UO2（H2O）5]2+中UO2~(2+)之间的络合，但H2O的电偶极矩对络合有显著弱化作用。采用酰胺基两性分子N,N-二甲基-9-癸烯酰胺（NADA）氢键作用与[UO2（H2O）5]2+形成UO2[（H2O）x C12H23NO]_n*（x2-Coordination Compound，简称UO2-CC），选取惰性物质WS2为吸附材料，通过静态吸附试验（不同pH、接触时间、浓度和温度）分别研究其对UO22+和UO2-CC的吸附量。动力学拟合结果表明，二者的吸附反应是化学吸附过程，UO_2+经NADA重构后，吸附时间从240 min缩短至180 min，准二级动力学吸附常数提高1.35倍。等温吸附研究结果表明，WS2与UO2-CC络合过程符合Langmuir吸附等温模型，且NADA的加入使吸附由自发吸热过程转变为自发放热过程，吸附反应过程有序度增加。NADA原位重构[UO2（H2O）5]2+后，WS2对UO22+的平衡吸附量由45.03 mg/g(WS2/UO22+体系)提高到122.14 mg/g（WS2/UO2-CC体系）。采用光谱分析（X射线光电子能谱法）从分子水平深入研究NADA原位重构[UO2（H2O）5]2+后在WS2上的吸附机制，揭示静电、氢键和U—S共价键等作用力对吸附的贡献，特别是NADA的氢键作用。

• 单位
  中国环境科学研究院; 东华理工大学