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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
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