Page 227 - 201904

第 4 期 曾琼瑶，等: ZnS/AC 复合材料的制备及对铀酰离子的吸附性能 ·753·

式中：Y 为铀(Ⅵ)的去除率，%；q t 为 t 时刻 ZnS/AC 样品的 EDS 分析结果示于图 2。可见，ZnS/AC
对铀酰的吸附量，mg/g；ρ 0 为铀(Ⅵ)初始质量浓度， 材料中 C 元素原子百分比为 98.06%，Zn 元素原子
mg/L；ρ t 为 t 时刻铀(Ⅵ)质量浓度，mg/L；V 为溶液 百分比为 0.68%，S 元素原子百分比为 1.26%，说明
体积，L；m 为吸附剂质量，mg。 成功实现了对 ZnS 的负载。进行吸附实验后所得到
的材料 U-ZnS/AC 中铀元素原子百分比达到 0.21%，
2 结果与讨论 结合 SEM 分析结果，证实了 ZnS/AC 对铀酰离子的

吸附作用。
2.1 BET 分析

AC、ZnS 及 ZnS/AC 的 BET 表征结果如表 1 所
示。由表 1 可见，ZnS/AC 的比表面积相比于 AC 的
比表面积有较大的增加，这是由于纳米 ZnS 的比表
面积大于 AC，ZnS 负载于 AC 后，导致复合材料
ZnS/AC 整体比表面积增加。ZnS/AC 的平均孔径比
AC 略有减小，这是因为 ZnS 不仅分布在 AC 表面，
而且有部分已深入到 AC 内孔，使得 ZnS/AC 的平
均孔径略有减小。由此可知，复合材料 ZnS/AC 具有
较大的比表面积，说明该材料具有很好的吸附潜力。

表 1 ZnS/AC、ZnS 与 AC 的 BET 表征结果
Table 1 BET characterization of ZnS/AC，ZnS and AC
Surface area Pore diameter Pore volume
Samples 2 3
/(m /g) /nm /(cm /g)
AC 165.0240 4.84 0.030
ZnS 211.3154 4.87 0.037
ZnS/AC 201.1961 4.70 0.038

2.2 SEM 和 EDS 分析
分别对 AC、ZnS/AC、ZnS/AC 吸附铀酰离子后 a—ZnS/AC；b—U-ZnS/AC
得到的样品（U-ZnS/AC）进行了扫描电镜分析，结 图 2 样品的 EDS 谱图
Fig. 2 EDS spectra of samples
果示于图 1。图 1a 为 AC 的扫描电镜图，可以看出
AC 表面光滑，呈棒状或块状结构。图 1b 为 ZnS/AC 2.3 XRD 分析
的扫描电镜图，可见，有一定量的纳米 ZnS 晶粒负 样品的 XRD 分析结果示于图 3。图 3a 为 ZnS/AC
载在 AC 表面。图 1c 为 U-ZnS/AC 的扫描电镜图， 复合材料的 XRD 图谱。由图可知，该样品在 2θ 为
可见，该材料整体表面变得粗糙，有大量的物质被 28.55、47.51、56.28附近出现明显的特征衍射峰，
吸附在材料表面。 与立方相闪锌矿的标准卡片（JCPDS 5-566）高度吻
合，分别对应 ZnS 的（111）、（220）、（311）晶面 [19] 。
此外，ZnS/AC 衍射峰宽化，表明负载在复合材料上
的 ZnS 晶粒较小，由 Debye-Scherrer 公式在最强衍
射峰（111）处计算得到 ZnS 平均粒径为 2.2 nm [20] ，
说明负载在 AC 表面上的 ZnS 为纳米晶粒。图 3b
为 U-ZnS/AC 的 XRD 图谱。由图可知，该样品在 2θ
为 28.28、46.97、55.75附近出现新的特征峰，与
标准卡片库中 UO 2 （JCPDS 41-1422）高度吻合，分
别对应 UO 2 的（111）、（220）、（311）晶面。说明
ZnS/AC 复合材料对铀酰离子成功进行了吸附。
2.4 FTIR 分析
图 4 中 a、b 分别为 ZnS/AC 和 U-ZnS/AC 的红
外光谱曲线。图 4a 中，在 1086 cm 处出现 C—O 伸缩
1
a—AC；b—ZnS/AC；c—U-ZnS/AC 1 1
图 1 不同样品的 SEM 照片 振动峰，3428 cm 处出现 O—H 伸缩振动峰，3690 cm
Fig. 1 SEM images of different samples 处出现 S—H 峰。由图可知，ZnS/AC 吸附铀酰离子