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·1450· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

 S 0  H 0 生材料对于最大限度地降低水处理成本至关重要。
ln K  0  （4）
R RT 在这项工作中进行 5 个吸附-解吸循环，研究 OCN
 G   RT  ln K 0 （5） 的再生和可重复利用性。图 6 显示了再生循环次数

0
式中：K 是分配系数；R 为气体的摩尔常数〔8.314 与相应的铀去除率之间的关系。5 次循环后，铀的
0
J/(mol·K)〕；T 为热力学温度，K。从 lnK 对 1/T 的 吸附率仅下降了 9.2%，这可能是由于铀从吸附剂表
0
0
曲线计算焓变（∆H ）和熵变（∆S ）的值，并且用 面不完全解吸。因此，出色的可重复利用性表明
0
式（5）计算自由能变化（∆G ）的值，计算得到的 OCN 是一种吸附 U(Ⅵ)的有效吸附剂。
热力学参数列于表 3 中。

表 2 不同 U(Ⅵ)初始质量浓度时 OCN 的 Langmuir 和
Freundlich 等温吸附模型参数
Table 2 Parameters of isothermal adsorption model of
OCN for Langmuir and Freundlich at different
initialmass concentrations of U(Ⅵ)
Langmuir Freundlich
1  T/K 1  1 ln q  ln k  1
e
q e b q  m a x   e q m a x e F n ln 
2
q max/(mg/g) b R 2 k F n R

293 256.410 0.848 0.999 7.015 2.612 0.9257
图 6 吸附-解吸次数对 OCN 吸附 U(Ⅵ)的影响
303 277.778 0.800 0.999 7.197 2.518 0.9204
Fig. 6 Effect of adsorption-desorption times on the U(Ⅵ)
313 285.714 1.296 0.998 7.904 2.821 0.8854 adsorption by OCN

表 3 OCN 吸附 U(Ⅵ)的热力学参数
Table 3 Thermodynamic parameters of U (Ⅵ) adsorbed by 3 OCN 吸附 U(Ⅵ)的机理分析
OCN
3.1 SEM-EDS 分析
0
0
0
∆G /(kJ/mol) ∆H /(kJ/mol) ∆S /(J/mol)
图 7 为 g-C 3 N 4 、OCN 以及 OCN 吸附 U(Ⅵ)后
293 K 303 K 313 K
25.53 126.64 扫描电镜的照片及吸附前后 OCN 的 EDS 图。从图
11.75 12.46 14.31
7a 可以发现，g-C 3 N 4 是由密集的厚层组成的块状结
由表 3 可知，OCN 吸附 U(Ⅵ)的过程中，ΔH 0 构，表面较为平滑，而图 7b 则较为粗糙，且出现了
为正，表明 U(Ⅵ)在 OCN 上的吸附过程属于吸热反 很多褶皱和卷曲的结构，这种结构为吸附 U(Ⅵ)提供
0
0
应；反应标准自由能 ΔG <0、ΔS >0，说明反应是自 了更多的活性位点，从而增强了材料吸附 U(Ⅵ)的能
0
发进行的；ΔS 为正值说明吸附过程中固液界面的无 力，图 7c 显示在 OCN 吸附 U(Ⅵ)后表面变得更为
0
序度增加；同时，随着温度的升高 ΔG 减小，说明 粗糙，凹凸不平，且有较多的细小颗粒，这说明有
升高温度有利于 OCN 对 U(Ⅵ)的吸附，升高温度会 重金属离子沉积在 OCN 表面，表明 OCN 具有对
增加 U(Ⅵ)离子通过边缘层和 OCN 孔内的扩散速 U(Ⅵ)的吸附能力。EDS 分析也能印证 OCN 具有对
率，降低溶液黏度，然后增加反应位点的数量，从 U(Ⅵ)的吸附能力，如图 7d 吸附前 OCN 的元素组成
而促进吸附过程。 主要有 O、C、N，大量存在的 O 和 N 元素可以形
2.1.5 OCN 的吸附-解吸实验 成含氮氧的官能团，而吸附后图 7e 中，OCN 表面
解吸是吸附研究中一个重要的过程，使用可再 有 U 元素的存在。