层状双金属氧化物材料对放射性核素的去除研究

层状双金属氧化物材料(LDHs)作为最常见的二维材料,在环境污染治理领域展现出巨大的优势. LDHs具有来源广泛、易于制备、较大的表面积、可调控的化学结构、环境友好等优点,最近几年其改性材料多用于放射性核素的高效去除.本文介绍了常用的LDHs材料及其衍生物的制备方法以及它们在放射性核素处理方面的应用及其相互作用机制,最后对LDHs材料的应用和挑战给出了个人见解.本综述为高效去除放射性核素的LDHs材料的设计指明了方向,为放射性核素的高效处理处置提供了新材料.

石墨相氮化碳材料在水环境污染物去除中的研究

水污染是世界性问题,严重影响了人类的身体健康和环境的可持续性。迫切需要一种高效环保的吸附剂材料用于水体污染治理。石墨相氮化碳(g-C3N4)材料具有与石墨类似的层状结构,具有许多优异性质,如大的表面积、高的热稳定性和化学惰性,成为新兴的吸附剂材料。本文主要介绍了g-C3N4基材料在重金属、放射性核素以及有机污染物去除方面的应用。通过批实验、光谱分析、表面配位模型和理论计算等技术系统分析了g-C3N4基材料与污染物之间的作用机理。g-C3N4基材料与污染物之间的相互作用主要归因于表面配位、π-π作用、离子交换作用和静电作用。本文有助于读者进一步了解g-C3N4基材料与污染物之间的作用机理,并且发掘更多的g-C3N4改性材料,将其应用于环境修复领域当中。

聚苯胺@碳纳米纤维复合材料对放射性核素铀的高效去除

本文通过原位聚合方法成功制备了聚苯胺改性的碳纳米纤维(PANI@CNF)复合材料,并用于水溶液中放射性核素铀(U(VI))的高效去除.扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征证明所制备的材料具有丰富的官能团和优良的物理化学性质.批实验方法系统研究了周围环境(pH、背景电解液、反应时间和温度)的变化对U(Ⅵ)去除结果的影响.结果表明,pH对于U(Ⅵ)去除影响很大,而离子强度没有影响,表明二者之间的作用机理为内层表面络合.吸附能够在30 min内快速达到平衡,且符合拟二级动力学模型.吸附等温线符合Langmuir等温线,表明U(Ⅵ)的去除是单分子层均匀吸附过程.在pH=5.0和T=298 K时, PANI@CNF对U(Ⅵ)的最大吸附量高达319.4 mg/g,远远高于单纯的CNF(133.9 mg/g). U(Ⅵ)主要与材料表面的含氮和含氧官能团形成了稳定的内层络合物,从而达到高效去除的目的.以上分析表明, PANI@CNF具有快速反应动力学和高效吸附能力,可以作为放射性核素高效去除的潜在储备材料,为我国核废料治理工作提供理论依据.

勘误:层状双金属氧化物材料对放射性核素的去除研究

“△G的负值,表明吸附过程是吸热反应.△H的正值反映了该过程时自发进行的”应为“△H的正值,表明吸附过程是吸热反应.△G的负值反映了该过程是自发进行的”[1].

氰基改性UiO-66的合成及其对Eu(Ⅲ)的去除性能及机理研究

UiO-66作为一种较为稳定的金属有机框架材料,由于其良好的吸附能力和可修饰性,成为高效去除放射性核素的新兴材料.在UiO-66框架中引入不同的官能团,可以有效地改善材料本身的物理化学性能.本文利用微波辐射法通过在UiO-66-Br上引入氰基(C≡N)官能团制备了UiO-66-CN,并将其用于Eu(Ⅲ)的去除研究.采用静态吸附实验和微观表征技术(如扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等)研究了UiO-66-CN对Eu(Ⅲ)的吸附行为和作用机制.表征结果显示,UiO-66-CN具有良好的稳定性和丰富的官能团,其表面丰富的氰基和含氧官能团使其能够与Eu(Ⅲ)以静电作用和表面配合等方式结合.此外,静态吸附实验表明, UiO-66-CN对Eu(Ⅲ)的吸附行为符合准二级动力学模型和Langmuir等温线模型.在298、313、328 K时UiO-66-CN对Eu(Ⅲ)的最大吸附量可分别达到138.9、149.4和155.8 mg g-1.经过6次循环再生之后, UiO-66-CN仍具有较高的去除效率,表明UiO-66-CN材料具有良好的循环使用性能.研究表明, UiO-66-CN具有优异的稳定性,对Eu(Ⅲ)有着强的吸附能力,能够有效地从废水中捕获Eu(Ⅲ).