ZIF-8负载柠檬酸包覆纳米零价铁复合物的制备及其对U(Ⅵ)的吸附性能研究

作者：何江; 高飞; 张峰^*; 冯峰; 石仕泷; 刘军

来源：核技术, 2021, 44(04): 37-46.

• nZVI@CA/ZIF-8
• U(Ⅵ)
• 吸附
• 表征
• 机理

合成了一种ZIF-8负载柠檬酸包覆的纳米零价铁复合物(nZVI@CA/ZIF-8),并研究了其对U(Ⅵ)的吸附性能和机理。研究表明:nZVI@CA/ZIF-8对U(Ⅵ)的吸附量随着初始pH、U(Ⅵ)初始浓度和温度的升高而增大,在较高钠离子浓度(0.5 mol·L-1)条件下依然保持较好的吸附U(Ⅵ)性能。在铀初始浓度为50.00 mg·L-1、pH为4.0、反应温度为25℃的条件下,复合物对U(Ⅵ)的平衡吸附量约达到(110.0±5.0)mg·g-1。该吸附过程表现为自发吸热的单层表面化学吸附,可用准二级动力学和Langmuir等温模型加以描述。比表面积(BrunauerEmmett-Teller,BET)测试结果表明:nZVI@CA/ZIF-8具有多孔结构和较大比表面积(1 271 m2·g-1)。X射线衍射(X-ray Diffraction Spectra,XRD)、扫描电镜和能谱仪(Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy,SEM/EDS)证实了nZVI@CA/ZIF-8兼具ZIF-8和nZVI的晶体结构及显微形貌。X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)和红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectra,FTIR)分析结果表明:U(Ⅵ)能被nZVI颗粒还原为U(IV),并以UO2形式赋存于复合物表面,nZVI@CA/ZIF-8亦可通过形成Zn-O-U配位键络合水溶液中的U(Ⅵ)。

• 单位
  四川省原子能研究院; 中国检验检疫科学研究院; 成都理工大学