Page 150 - 《精细化工》2022年第5期

第 39 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.39, No.5
2022 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2022

水处理技术与环境保护
Zn/Mn/PAA 的制备及对铀酰离子的吸附

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陈叶桐，权珍桢，汪 卫，刘小林，王 艳，陈擘威
（绵阳师范学院 数理学院，四川 绵阳 621000）

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摘要：以聚丙烯酸为原料，Zn 和 Mn 为交联剂，环氧丙烷为促凝剂，采用溶胶-凝胶法制备了一系列锌/锰交
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联聚丙烯酸多孔聚合物（Zn/Mn/PAA），考察了 Zn/Mn/PAA 对铀酰离子（UO 2 ）的吸附性能，并探讨了吸附剂
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用量、pH、吸附时间、共存离子以及离子浓度对吸附性能的影响。结果表明，Zn 和 Mn 物质的量比为 1∶1
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（交联剂与聚丙烯酸物质的量比为 10∶1）时，所得样品 Zn/Mn/PAA-2 对 UO 2 的吸附性能最优。在 pH=4.3，
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UO 2 的初始质量浓度 10 mg/L，吸附时间 30 min，吸附剂用量为 1 g/L，吸附温度 25 ℃的优化条件下，
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Zn/Mn/PAA-2 对 UO 2 的最大去除率为 82.3%，吸附动力学符合准二级动力学模型。在其他金属离子存在时，
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Zn/Mn/PAA-2 对 UO 2 的吸附具有选择性。在不同水样中 Zn/Mn/PAA-2 对 UO 2 的最大去除率可达 82.8%。4 次
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循环利用后，Zn/Mn/PAA-2 对 UO 2 的去除率和解吸率仍然可分别达 65%和 72%。
关键词：离子交联；聚丙烯酸；吸附；铀酰离子；水处理技术
中图分类号：X591；TQ424.3 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 05-1004-09
Preparation and adsorption performance of Zn/Mn/PAA
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porous polymer for UO 2

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CHEN Yetong, QUAN Zhenzhen, WANG Wei, LIU Xiaolin, WANG Yan, CHEN Bowei
（School of Mathematics and Physics, Mianyang Teachers' College, Mianyang 621000, Sichuan, China）

Abstract: A series of porous polymers based upon polyacrylic acid crosslinked with Zn/Mn (Zn/Mn/PAA)
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were prepared by sol-gel method using polyacrylic acid as raw material, Zn and Mn as crosslinkers, and
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propylene oxide as coagulant. The adsorption performance of Zn/Mn/PAA for uranyl ions (UO 2 ) were then
investigated by adjusting adsorbent dosage, pH, adsorption time, coexisting ions and ionic concentration.
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The results showed that the prepared Zn/Mn/PAA-2 with a molar ratio of Zn to Mn 1∶1, the molar ratio
of the total amount of crosskinkers to the polyacrylic acid 10∶1, exhibited best adsorption performance for
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UO 2 . Under optimal conditions of pH 4.3, initial UO 2 mass concentration 10 mg/L, adsorption time
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30 min, adsorbent dosage 1 g/L and adsorption temperature 25 ℃, removal rate of UO 2 by Zn/Mn/PAA-2
reached maximum of 82.3% with the adsorption kinetics fitting the pseudo-second kinetic model. In
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presence of other metal ions, Zn/Mn/PAA-2 displayed selective adsorption for UO 2 . The maximum
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removal rate of UO 2 in different water samples could reach 82.8%. After four times of recycling, the
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removal rate and desorption rate of UO 2 by Zn/Mn/PAA-2 still remained 65% and 72%, respectively.
Key words: ionic crosslinking; polyacrylic acid; adsorption; uranyl ions; water treatment technology
近年来随着核工业的快速发展，放射性废水的 生核污染的重要元素之一。众所周知，铀通常以六
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排放量逐年增加，造成了全球性的环境污染，严重 价形式（主要是铀酰离子，UO 2 ）存在于天然水体
威胁着生态、环境以及人类的安全 [1-2] 。铀是在核工 中，具有很高的溶解性、流动性和活性，很容易通
业中广泛使用的一种不可替代的战略核元素 [3-5] 。但 过食物链在各种生物体中积累 [6-7] 。因此，探索和开
是由于铀具有毒性和放射性，因此，铀被认为是产 发高效的铀去除技术是当前研究的主要热点之一。

收稿日期：2021-12-06; 定用日期：2022-04-03; DOI: 10.13550/j.jxhg.20211250
基金项目：绵阳师范学院科研项目（QD2015A001，MYSY2018T004，QD2021A15）
作者简介：陈叶桐（1987—），女，硕士，E-mail：2479293173@qq.com。联系人：陈擘威（1977—），男，教授，E-mail：feishuitougao@
163.com。