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·1218· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

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microspheres. Coordination of N and O from pectin-PDA microspheres with Th in solution was the main
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adsorption mechanism of pectin-PDA microspheres for Th .
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Key words: pectin; dopamine; Th ; adsorption; thermal stability; water treatment technology and
environmental protection
Foundation items: National Nuclear Facility Decommissioning and Radioactive Waste Treatment Research
Project (14ZG6101); Southwest University of Science and Technology Platform Fund Project (14tdsc01);
Longshan Academic Talent Research Support Program of Southwest University of Science and Technology
(17LZX202, 18LZX207)

随着全球经济的迅速发展，能源需求越来越大， 有限公司；三羟甲基氨基甲烷盐酸盐（C 4 H 11 NO 3 ·HCl），
核能被认为是最方便干净、成本最低的可持续新能 AR ，上海励瑞生物科技公司；多巴胺盐酸盐
[1]
源 。钍（Th）本身不易裂变，但 232 Th 经辐照易裂变 〔C 6 H 3 (OH) 2 CH 2 CH 2 NH 2 〕·HCl，AR，美国 Sigma
[2]
成 233 U，可用于核能 。Th 的全球储量是铀的 3~4 Aldrich 公司；氯化钙（CaCl 2 ）、氢氧化钠（NaOH）、
倍，与铀的性质比较，Th 的热导率、辐照和化学稳 硝酸（HNO 3 ）、四水合氯化锰（MnCl 2 ·4H 2 O）、六水
[3]
定性均较好，因而受到广泛关注 。Th 具有很强的 合氯化镁（MgCl 2 ·6H 2 O）、六水合氯化锶（SrCl 2 ·6H 2 O），
放射性和化学毒性，被利用的同时也带来了一系列 AR，成都科龙化工试剂厂；氯化铯（CsCl）、六水
[4]
危害 。Th 的亲骨性极其明显，一旦进入人体，会 合硝酸钍〔Th(NO 3 ) 4 ·6H 2 O〕，AR，上海阿拉丁化
[5]
逐渐积累于肺部和骨质中，留在体内无法排出 。
学试剂公司；Th(NO 3 ) 4 标准溶液，质量浓度 1 g/L，
所以在开发利用 Th 的同时，采用有效的技术分离富 国家有色金属及电子材料分析测试中心。
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集放射性废水中的 Th 显得及其重要。
UA3700 型紫外-可见分光光度计（UV-Vis），日
含 Th 废水的处理方法有蒸发浓缩法、膜分离 本 Hitachi 公司；Nicolet-6700 型傅里叶变换红外光
法、离子交换法、吸附法等 [6-10] 。吸附法工艺简单、 谱仪（FTIR），美国 Thermo Scientific 公司；Q500
环境相容性好、去除率高，因而被广泛应用 [11] 。吸 型热重分析仪（TG），美国 TA 公司；Ultra55 型扫
附法中吸附剂的制备尤其重要 [12] 。多数无机吸附剂和
描电子显微镜（SEM），德国 ZEISS 公司；XSAM-800
生物质吸附剂是粉体，运用于工业化规模处理废水较
困难 [6-7] ，将此类吸附材料复合到凝胶微球的表面上 型 X 射线光电子能谱分析仪（XPS），英国 KRATOS
公司。
或凝胶小球中，制成复合吸附剂能改善材料的性能
[8-10] 。复合吸附剂因成型性、稳定性及吸附效果好 1.2 制备
等优点逐渐成为研究的热点 [11] 。研究表明，多巴胺 1.2.1 果胶-Ca 微球的制备
氧化自聚生成聚多巴胺(PDA)粘着在基体材料表 在对果胶的研究中得知，其溶液黏度适中，便
面，可增加材料的亲水性、生物相容性、反应活性和 于搅拌和静电喷射的质量分数为 6% [16] 。因此，称
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热稳定性 [13] 。多巴胺含有的氨基和羟基可与 Cd 、 取 6 g 的果胶加入 94 mL 的超纯水中，搅拌使其分
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Cs 等金属离子螯合发生二次反应 [14] ，而果胶含有 散均匀，超声脱泡 3~5 min，使用注射泵将混合溶胶
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的官能团对 Th 具有一定的吸附效果，但其吸附选 以 2.6 mm/min 的速度滴入到质量分数分别为 1%、
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择性较差。将来源广、易降解的果胶与金属离子（钙、 2%、3%、4%和 5% Ca 的溶液中，形成不同质量分
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铝、镧等离子）络合形成凝胶微球 [15] ，可提高凝胶 数 Ca 的果胶凝胶微球，持续搅拌 24 h，使其充分
微球的吸附能力和选择性。 交联。最后，用超纯水反复洗涤至中性。在 50 ℃下
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本文将果胶微球作为基体材料，以 Ca 为交联 干燥 12 h，即得到不同质量分数 Ca 的吸附剂果胶
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剂制备了果胶-Ca 微球,再使用多巴胺改性形成具有 -Ca 微球，备用。
螯合功能的果胶，制备成吸附剂果胶-PDA 微球。通 1.2.2 果胶-PDA 微球的制备
过静态吸附实验及多种表征方法（SEM、FTIR 和 用 10 mmol/L Tris-HCl 缓冲溶液将 2 g/L 的多巴
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XPS）考察了其对 Th 的吸附性能和吸附机理。 胺盐酸盐溶液调节至 pH 为 8.5，将上述所制备的果
胶-Ca 微球在搅拌下缓慢加入调节好的多巴胺盐酸
1 实验部分
盐溶液中，在室温下持续搅拌 24 h。最后，用超纯
1.1 药品与设备 水反复洗涤至中性。在 50 ℃下干燥 12 h，得到具有
果胶〔(C 6 H 10 O 6 ) n 〕，酯化度 34.3%，衢州果胶 螯合功能的果胶-PDA 微球。制备流程见图 1。