Page 206 - 《精细化工》2021年第12期

·2568· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

剂的吸附量，mg/g，  为滤液中 U(Ⅵ)的质量浓度， 加强，说明 ATC 样品中氨基官能团增多。与吸附后的
1
mg/L；V 为滤液体积，L。 ATC 相比，吸附前后的红外光谱变化不大，表明 ATC
–1
吸附 U(Ⅵ)后自身结构并未发生改变，在 902 cm 处
2 结果与讨论 2+
观察到一个新峰，归属于[O==U==O] 基团的反对称
–1
2.1 吸附剂的表征 振动 [16,18] 。另外，在 1352 cm 处还出现了 U—OH 的
2.1.1 SEM 分析 新峰，说明 U(Ⅵ)被吸附固定在 ATC 上。此外，与吸
比较了改性前后烟叶的微观形态，以及 ATC 吸 附前 ATC 相比，吸附后 N—H、O—H 伸缩振动的重
附 U(Ⅵ)前、后的 Mapping 图，结果如图 1 所示。由 叠峰、—OH 的面外弯曲振动峰和—COOH 的伸缩
图 1a 可知，改性前的烟叶呈现出不规则的沟壑状结 振动峰均偏移并发生了变化，说明氨基、羟基、羧
构，且有孔隙存在，改性后（图 1b），这些沟壑被填 基均参与了吸附过程，与 U(Ⅵ)发生络合反应，
充，表面变得更加光滑，微孔增多，有着蓬松的结 Si—O—Si 的伸缩振动峰偏移并增强，推测 ATC 中
2+
构，为吸附的有效进行提供了更多的理想吸附位点。 SiO 2 与 UO 2 发生了“π-π”作用 [19] 。因此，从 FTIR
对比图 1c，ATC 吸附重金属离子 U(Ⅵ)后（图 1d）， 结果推测，ATC 吸附 U(Ⅵ)的机理主要有氨基、羟
ATC 材料表面有大量铀元素，经推测，溶液中 U(Ⅵ) 基、羧基的配位络合作用与 SiO 2 的“π-π”相互作用。
大部分被 ATC 吸附。

图 2 烟叶生物炭及 ATC 吸附 U(Ⅵ)前、后的 FTIR 谱图
Fig. 2 FTIR spectra of tobacco leaf biochar and ATC before
and after U(Ⅵ) adsorption

图 3 是 ATC 吸附 U(Ⅵ)前后的 XPS 谱图。

图 1 烟叶生物炭（a）和 ATC（b）的 SEM 图；ATC 吸
附 U(Ⅵ)前（c）后（d）的 Mapping 图
Fig. 1 SEM images of tobacco leaf biochar (a) and ATC
(b); Mapping images of ATC before (c) and after (d)
U(Ⅵ) adsorption

2.1.2 FTIR 和 XPS 分析
通过 FTIR 分析烟叶生物炭及 ATC 吸附 U(Ⅵ)前、
后的光谱特征，结果如图 2 所示。吸附前 ATC 红外
–1
光谱中，3408 cm 处为 N—H 和 O—H 的伸缩振动
峰 [15] ，2924 cm –1 处是—CH 2 —或—CH 3 —中碳氢键
–1
的伸缩振动峰 [16] ，1635 cm 是 C==C 的伸缩振动峰，
–1
–1
1455 cm 处为—COOH 的伸缩振动峰，1040 cm 处
–1
为 Si—O—Si 的伸缩振动峰 [17] ，572 cm 处是—OH
的面外弯曲振动峰。与未氨基功能化的烟叶生物炭
相比，ATC 样品中 N 元素含量明显增加，氨基振动