不同尺寸ZIF-8对U(Ⅵ)的吸附性能

作者：田龙; 豆维新^*; 杨玮婷^*; 王成^*

来源：应用化学, 2021, 38(01): 84-91.

DOI：10.19894/j.issn.1000-0518.200294

• 尺寸效应
• 纳米结构
• ZIF-8
• 铀吸附

以经典的金属有机骨架(MOFs)材料ZIF-8为吸附剂,研究尺寸效应对铀吸附性能的影响。通过3种方法合成不同粒径的ZIF-8,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、表面积与孔隙度分析仪等对其进行了表征,测试了相同条件下不同尺寸的ZIF-8对硝酸铀酰溶液中U(Ⅵ)吸附,分别对其吸附过程的动力学和吸附等温线进行了考察,并测试了材料的可重复利用性。结果表明,成功制备了高结晶性、高纯度的ZIF-8,产物形貌呈菱形十二面体,颗粒均匀,粒径分别为约50 nm、150 nm及2μm;3种ZIF-8具有单一均匀的微孔结构和与粒径高度相关的比表面积;不同尺寸的ZIF-8均能快速吸附溶液中的U(Ⅵ),在室温pH=3下,在70 min左右时即可吸附初始质量浓度为200 mg/L的U(Ⅵ)溶液中90%以上U(Ⅵ);其中较小尺寸(约50 nm)的ZIF-8吸附性能最好,单位质量ZIF-8吸附U(Ⅵ)的饱和吸附量达到520.26 mg/g;ZIF-8对U的吸附动力学上符合二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型,说明ZIF-8对U(Ⅵ)的捕获属于化学单层吸附;经过4个吸附-解吸循环后,3种尺寸的ZIF-8均依然保持了70%以上的去除率。

• 单位
  海南大学; 稀土资源利用国家重点实验室; 中国科学院长春应用化学研究所; 天津理工大学; 中国科学院大学