改性蒙脱土复合水凝胶的制备及对铀的吸附研究

放射性核素铀是主要的核燃料资源,也是高放射性废液中主要的污染元素之一,发展高效选择3-MA生产商性富集新材料对U(VI)的污染治理与有效回收有着重要意义。蒙脱土是含水层状铝硅酸盐矿物,具有成本低廉、化学性能稳定和吸附效率高等优点,成为天然高效吸附剂处理重金属和放射性废水的重要选择。天然蒙脱土对U(VI)的选择性较差且材料的毒性评价研究较少,本论文引入对U(VI)具有较高选择性的插层物对蒙脱土进行改性,构筑改性蒙脱土多孔水凝胶复合材料,解决改性蒙脱土纳米颗粒使用后难以分离回收的问题,实现对U(VI)的高选择性吸附,为吸附法富集水体中的铀元素提供了一种新的思路。本论文将四羟甲基氯化磷(THPC)通过离子交换反应对蒙脱土进行插层改性,改变THPC用量制备系列四羟甲基氯化磷插层改性蒙脱土(MMT-THPC)材料。以MMT-THPC、聚乙烯亚胺(PEI)和羧化壳聚糖(CC)为原料,制备了具有多孔结构的改性蒙脱土复合水凝胶(PEI-CC/MMT-THPC)。并用FTIR、XRF、XPS、SEM、TGA和BET等分析手段进行表征,证明以上材料成功合成。采用静态吸附实验探究了MMT-THPC和PEI-CC/MMT-THPC对U(VI)在不同吸附剂质量、p H、时间、初始浓度和环境温度、离子强度、竞争离子和不同水环境等条件下的selleck PF-03084014吸附和解吸行为。MMT-THPC和PEI-CC/MMT-THPC对U(VI)吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir吸附模型,是一种自发的吸热过程,平衡吸附容量分别为242.41 mg/g和420.15 mg/g。通过XPS等手段阐明了MMT-THPC和PEI-CC/MMT-THPC对U(VI)的富集主要依靠静电作用、离子交换以及THPC中的羟基和磷基、PEI中的氨基、CC中的羧基和羟基与UO_2~(2+)的络合作用。在所有浓度下材料均表现出无毒或低毒性,具有选择性能高、离子耐受性能好等优点,在不同水质条Protein-based biorefinery件下均可作为U(VI)的高性能富集材料。