ZIF-67粒子在酰胺基聚丙烯腈纤维上用于废、海水中放射性核素螯合

扬州大学庞欢教授J. Hazard. Mater. 将ZIF-67粒子锚定在酰胺基聚丙烯腈纤维上用于废水和海水中放射性核素的螯合

DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.122692

随着土地资源的日益匮乏，从废水和海水中捕获铀离子（U（VI））对环境和清洁能源极具吸引力。然而，大量的水和超低浓度的U（VI）对其工业应用提出了严峻的挑战。因此，研究者通过在电纺聚丙烯腈纤维（PAN）上原位生长MOF粒子，然后用偕胺肟基团修饰形成酰胺基化PAN/ZIF-67（AOPAN/ZIF）杂化纤维，从而合成了一种新型的有机-无机杂化吸附剂。在这种纤维中，来自咪唑和偕胺肟的氮原子可以在较宽的pH范围内协同提高吸附性能，这有助于在核废水和海水中捕集U（VI）。结果表明，AOPAN/ZIF纤维在pH值为4的U（VI）污染水溶液中具有498.4 mg g-1的高吸附量。此外，36天后在天然海水中U（VI）的吸附量达到2.03 mg g-1 ，这意味着AOPAN/ZIF纤维可促进U（VI）回收的发展。

图1.（a）AOPAN/ZIF的合成步骤示意图，（b）PAN/ZIF的SEM，（c）AOPAN/ZIF的SEM和（d）TEM图像。

图2.（a）PAN/CoAc2、PAN/ZIF和AOPAN/ZIF的FTIR光谱和（b）XRD图。（c）PAN/ZIF和（d）AOPAN/ZIF的氮气吸附-解吸等温线；插图是相应的孔径分布。

图3.（a）初始pH对PAN/ZIF和AOPAN/ZIF捕获U（VI）的影响；（b）接触时间对初始浓度为100 mg L-1、pH4的AOPAN/ZIF捕获U（VI）的影响；（c）逐步拟合的粒子内扩散模型；（d）接触时间对初始浓度为25 mg L-1、pH8的AOPAN/ZIF捕获U（VI）的影响；（e）接触时间对初始浓度为87.2 µg L-1的AOPAN/ZIF在模拟海水中捕获U（VI）的影响。（V/m=2000 mL g-1）；（f）AOPAN/ZIF对U（VI）的吸附等温线（吸附剂量0.01g，C0=25〜500 mg L-1，T=25℃，t=4h和pH=4）

图4.在模拟海水中竞争性离子对AOPAN/ZIF萃取U（VI）的影响（a）去除率；（b）分配系数；（c）浓度的变化，以及（d）AOPAN/ZIF（C0=4.131 μg L-1）对U（VI）的萃取能力和去除率。

图5.（a）AOPAN/ZIF和AOPAN/ZIFad-U的XPS宽扫描以及（b）Co 2p、（c）N 1s和（d）O 1s的高分辨率XPS光谱。

链接地址：http://www.espun.cn/News/Detail/43199

文章来源：易丝帮