Page 200 - 《精细化工》2020年第2期

·402· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

2.4.4 金属离子的释放量
为了确定 SSB-AO 中金属化合物通过离子交换
作用来为 U(Ⅵ)去除提供吸附位点，通过测定吸附平
2+
2+
衡后溶液中 Mg 和 Ca 的浓度变化来验证，结果如
图 11 所示。当溶液 U(Ⅵ)初始质量浓度为 10 mg/L
2+
2+
时，吸附平衡后溶液中 Mg 和 Ca 的质量浓度分别
为 0.011 和 0.060 mg/L。随着 U(Ⅵ)初始质量浓度增
2+
加到 100 mg/L 时，吸附平衡后溶液中 Mg 和 Ca 2+
的质量浓度分别为 0.241 和 0.755 mg/L。随着 U(Ⅵ)
2+
2+
初始质量浓度的增加，Ca 和 Mg 的质量浓度逐渐
2+
2+
增加，说明去除过程中，Mg 和 Ca 通过离子交换
2+
为 U(Ⅵ)的去除提供了吸附位点，其中 Ca 与 U(Ⅵ)
离子交换作用更加明显 [29] 。

a—全谱；b—U 4f；c—C 1s；d—O 1s
图 10 SSB-AO 吸附 U(Ⅵ)前、后的 XPS 谱图
Fig. 10 XPS spectra of SSB-AO before and after U(Ⅵ)
adsorption

图 10a 为 SSB-AO 吸附 U(Ⅵ)前、后全谱图， 图 11 U(Ⅵ)初始质量浓度对 SSB-AO 释放金属离子的
吸附前没有 U(Ⅵ)的特征峰，吸附 U(Ⅵ)后可观察到 影响
U 4f 特征峰，其精细谱分峰结果如图 10b 所示。U 4f Fig. 11 Effect of initial mass concentration of U(Ⅵ) on the
metal ions releasing by SSB-AO
特征峰可拟合为结合能 382.1 eV 的 U 4f 7/2 峰和
392.8 eV 的 U 4f 5/2 峰，证实了 U(Ⅵ)被吸附在 2.5 吸附/解吸实验
SSB-AO 上 [26] 。图 10c 为 SSB-AO 吸附 U(Ⅵ)前、后 在 1.6 节条件下，对 SSB-AO 进行吸附/解吸实
C 1s 的高分辨精细图谱，主要峰有 C—C（284.7 eV）、 验，考察其再生利用性能，结果如图 12 所示。与第
C—O（285.8 eV）、C==O（286.9 eV）及 O—C==O 1 次解吸相比，每次吸附/解吸后，U(Ⅵ)去除率略微
（288.9 eV）4 种，其中 C—O、C==O 和 O—C==O 下降，原因可能是吸附剂本身损耗 [30] 以及吸附位点
[9]
对应为羟基和羧基 。在 SSB-AO 吸附 U(Ⅵ)后 C—O 的损失 [31] 。经过 5 次循环后，SSB-AO 对 U(Ⅵ)去除
（286.1 eV）、C==O（287.5 eV）及 O—C==O（289.7 eV） 率依然保持在 88%以上。说明经过硝酸改性后
这 3 个化学键都向更高的结合能移动且相对含量存 SSB-AO 具有较好的再生性能，具有应用于含 U(Ⅵ)
在变化，表明 SSB-AO 表面的羟基和羧基与 U(Ⅵ) 放射性废水处理的潜力。
形成表面络合物，从而达到去除 U(Ⅵ)的目的 [27] 。
图 10d 为 SSB-AO 的 O 1s 的精细图谱及分峰拟
合结果，主要由 O==C—OH（531.2 eV）、C==O
（532.1 eV）、C—OH（532.9 eV）3 种化合健形成
相应的峰位，结合 FTIR 图谱证实它们为羧基和羟
基等含氧官能团 [10] 。此外，SSB-AO 吸附 U(Ⅵ)后这
3 种 O 1s 的峰值都向高的结合能方向移动，说明
SSB-AO 中的羟基以及羧基参与了对 U(Ⅵ)的吸附
形成表面络合物 [28] 。综合 FTIR 与 XPS 分析结果，

推测 U(Ⅵ)与 SSB-AO 中羟基以及羧基发生配位络 图 12 SSB-AO 的吸附-解吸实验

+
+
合分别形成 CO—UO 2 和 COO—UO 2 等物质 [14] 。 Fig. 12 Adsorption-desorption tests of SSB-AO