磁性氧化石墨烯/β-环糊精复合材料对U(Ⅵ)的吸附性能及机理

采用原位共沉淀法制备了磁性氧化石墨烯/β-环糊精(MGO/CD)复合材料。通过静态吸附实验,考察了pH值、MGO/CD用量、反应时间以及U(Ⅵ)初始浓度等因素对MGO/CD吸附U(Ⅵ)效果的影响。结果表明,最佳pH=6,吸附平衡时间为5h。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程,30℃时最大吸附容量为322.6mg/g。MGO/CD吸附U(Ⅵ)是自发的吸热反应。SEM、FT-IR和XRD分析结果表明,MGO/CD表面粗糙,凹凸不平,羟基、羰基和环氧基是U(Ⅵ)的主要结合位点。解吸实验结果表明,经4次吸附解吸循环实验后,MGO/CD的吸附率仍大于95%。

疏水性MCM-41分子模板剂对水中U(Ⅵ)的吸附性能试验研究

采用水热合成法制备了疏水性介孔二氧化硅材料(MCM-41-dry)并经煅烧制得亲水性介孔二氧化硅材料(MCM-41-cal)。试验探讨了pH值、吸附时间、投加量以及U(Ⅵ)初始浓度等因素对MCM-41材料煅烧前后吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用SEM、EDS、BET和FTIR分析其吸附机理。试验结果表明,MCM-41-dry材料因具有有机模板剂,其吸附效果远高于MCM-41-cal的吸附效果;当pH值为5,吸附时间为180 min,温度为30℃,MCM-41-dry投加量为0.2 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L时,其对U(Ⅵ)的吸附率可达99.2%;Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程能较好的拟合其吸附过程,当T=303 K时,理论饱和吸附量为241.935 mg/g,吸附为单分子层吸附,以化学吸附为主。通过BET、FTIR表征则说明MCM-41-dry具有六方形介孔结构能吸附U(Ⅵ),官能团羟基和氨基发挥了很大的作用。

壳聚糖/氧化石墨烯复合材料吸附U(Ⅵ)的特性与机理

采用溶液共混法制备了壳聚糖/氧化石墨烯(CS/GO)复合材料,探讨了GO含量、pH值、CS/GO投加量、时间以及U(Ⅵ)初始浓度等对CS/GO吸附U(Ⅵ)效果的影响.试验结果表明,GO质量分数为40%,pH值为5时吸附效果最好,吸附在5 h达到平衡.准二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程可较好地拟合其吸附过程,30℃时饱和吸附量为227.3 mg·g-1.CS/GO对U(Ⅵ)的吸附是自发的吸热反应.SEM、FTIR和XRD分析结果表明,CS/GO表面凹凸不平,羟基和氨基是U(Ⅵ)的主要结合位点.解吸试验结果表明CS/GO具有良好的重复使用性能.

膨胀石墨对U(Ⅵ)的吸附特性

高温加热可膨胀石墨制得膨胀石墨,用于去除溶液中的U(Ⅵ)。通过静态吸附实验,研究了初始p H、吸附剂投加量、U(Ⅵ)初始浓度、温度以及吸附时间对膨胀石墨吸附U(Ⅵ)效果的影响。实验结果表明,膨胀石墨吸附U(Ⅵ)的最佳p H为6.5,在温度为30℃,投加量为2.0 g/L,U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L时,对U(Ⅵ)的去除率达到98.08%,反应在4 h达到平衡。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型较好地拟合了吸附过程,30℃时饱和吸附量为27.03 mg/g;热力学分析表明,膨胀石墨对U(Ⅵ)的吸附是自发的放热反应。比表面积测试、扫描电镜、X射线能谱与傅里叶红外光谱分析结果表明,膨胀石墨对U(Ⅵ)的吸附以物理吸附为主,表面官能团起辅助作用。解吸实验证明,膨胀石墨是可重复利用的吸附剂。