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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 ·755·

7 所示。在吸附进行 30 min 时，ZnS/AC 对铀酰离子
的去除率达到 66.72%，吸附量达到 46.71 mg/g。在
吸附进行 120 min 时，ZnS/AC 对铀酰离子的去除率
达到 91.07%，吸附量达到 63.75 mg/g。之后，随着
吸附时间的增加，吸附量和去除率的变化趋于平缓。
所以，选择吸附时间为 120 min 为最优吸附时间。

图 8 吸附剂投加量对 ZnS/AC 吸附性能的影响
Fig. 8 Effect of adsorbent dosage on the adsorption of
ZnS/AC for uranyl ions

由图 8 可知，ZnS/AC 对铀酰离子的去除率随吸
附剂投加量的增加而增大，吸附量的变化与去除率
的变化刚好相反，吸附量随吸附剂投加量的增加而

图 6 初始铀酰离子质量浓度对 ZnS/AC 吸附性能的影响 降低。当吸附剂投加量为 0.01 g 时，ZnS/AC 对铀酰
Fig. 6 Effect of initial mass concentration of uranyl ions 离子的去除率为 91.07%，吸附量达到 63.75 mg/g；
on the adsorption of ZnS/AC for uranyl ions 当吸附剂投加量为 0.04 g 时，ZnS/AC 对铀酰离子的

去除率达到 97.91%，吸附量为 17.13 mg/g。这主要
是因为，铀酰溶液中铀酰离子含量一定，随着吸附
剂用量的增加，有效吸附活性位数目增多，对铀酰
离子的去除率就会增大，但单位质量 ZnS/AC 吸附
铀酰离子的量减少，从而引起单位质量吸附剂的吸
附量降低。当吸附剂投加量为 0.01 g 时，去除率曲
线与吸附量曲线刚好相交。随吸附剂投加量的增加
去除率虽然增加，但比较缓慢。然而单位质量吸附
剂吸附量下降较快。从最优角度考虑，选择吸附剂

图 7 吸附时间对 ZnS/AC 吸附性能的影响 投加量 0.01 g 为最优投加量。
Fig. 7 Effect of time on the adsorption of ZnS/AC for 2.6.4 pH 的影响
uranyl ions 分别取 ρ 0 为 35 mg/L 的铀酰溶液 20 mL 放于 7

产生以上结果的原因在于，ZnS/AC 对铀酰离子 个锥形瓶中，调节溶液为不同的 pH，在各锥形瓶中
的吸附发生在材料的表面及孔隙的内表面。对于吸 分别加入 0.01 g 的 ZnS/AC，50 ℃下恒温振荡吸附
附剂表面吸附作用只是使铀酰离子从液相主体转移 120 min。吸附完成后取上层清液，测定铀酰离子浓
到吸附剂表面的过程，该吸附过程所需时间较短； 度。考察 pH 对 ZnS/AC 吸附性能的影响，结果如图
而对于内表面吸附则需要经历两个过程，首先是溶 9 所示。由图 9 可知，随 pH 增加，ZnS/AC 对铀酰
液中的铀酰离子先通过扩散作用进入材料的外表 离子吸附量和去除率呈先增大后减小的趋势。当
面，接着由外表面转移吸附至内表面，该吸附过程 pH=3 时，ZnS/AC 对铀酰离子去除率为 22.38%，吸
耗时更长。因此，ZnS/AC 对铀酰离子的吸附量随时 附量为 15.67 mg/g；当 pH 增加到 6 时，去除率增加
间的增长而增加，直至达到吸附平衡。 到 91.07%，吸附量增加到 63.75 mg/g。之后，随 pH
2.6.3 吸附剂投加量的影响 增加，ZnS/AC 对铀酰离子吸附量和去除率呈减小趋
分别取 ρ 0 为 35 mg/L 的铀酰溶液 20 mL 放于 8 势。当 pH 增加到 9 时，去除率减少为 46.09%，吸附
个锥形瓶中，调节溶液 pH 为 6，在各锥形瓶中分 量减少为 32.27 mg/g。产生以上现象的主要原因在于
别加入不同剂量的 ZnS/AC，50 ℃下恒温振荡吸附 不同 pH 溶液中质子化程度不同。在 pH 较低的溶液
+
120 min。吸附完成后取上层清液，测定铀酰离子浓 中，质子化程度较大，溶液中的 H 与铀酰离子发生
度。考察吸附剂投加量对 ZnS/AC 吸附效果的影响， 竞争吸附，从而影响了 ZnS/AC 对铀酰离子的吸附
结果如图 8 所示。 性能，使其吸附量和去除率较低；另一方面，铀(Ⅵ)