純化及羧化多壁碳納米管吸附鈾的研究

劉淑娟，李金英，羅明標，楊 佳，張麟熹

1.中國原子能科學研究院，北京 102413；

2.東華理工大學 應用化學系，江西 撫州 344000

純化及羧化多壁碳納米管吸附鈾的研究

劉淑娟1，2，李金英1，羅明標2，＊，楊 佳2，張麟熹2

1.中國原子能科學研究院，北京 102413；

2.東華理工大學 應用化學系，江西 撫州 344000

對商品多壁碳納米管（MWNTs）進行純化及硝酸羧化處理，并對其分別進行熱重及紅外表征。研究了純化和羧化MWNTs對溶液中鈾的吸附行為，考察了介質酸度、溫度、吸附時間、溶液中鈾的初始質量濃度對吸附容量的影響。實驗結果表明，有質量比約為10%的羧基成功接枝于MWNTs，羧化MWNTs比純化MWNTs表面更為粗糙，且出現羧基的特征紅外波數為2 913cm－1及1 641cm－1。在pH＝3.0～6.0范圍內，2種MWNTs對鈾的吸附量隨著pH和平衡濃度的增大而升高，反應時間與溫度對吸附容量的影響不大。2種MWNTs的等溫吸附及熱力學模型研究表明，吸附反應符合Freundlich和Langmuir方程，在最佳條件下，靜態平衡吸附量分別為47.81mg／g和89.09mg／g。

多壁碳納米管；表征；吸附鈾；吸附模型

鈾是核能發展中至關重要元素之一，目前環境中其主要來源主要有：鈾礦山開采的固體和液體廢物，含鈾礦物（如含鈾磷礦）的礦渣，核燃料加工及乏燃料后處理廢物，核試驗落下灰及貧鈾彈使用等幾個方面。由于其具有放射性，一旦暴露于環境中，將會對人類健康及生態系統構成嚴重的危害［1－2］。目前溶液中鈾的處理方法主要有沉淀、共沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法和吸附法等［3－5］。其中，吸附法因其去除率高、處理工藝簡單等被廣泛研究與應用。……