Page 155 - 《精细化工》2022年第5期

第 5 期 陈叶桐，等: Zn/Mn/PAA 的制备及对铀酰离子的吸附 ·1009·

氨基功能化烟叶生物炭 [28] 、改性虾壳粉 [29] 、硝酸改 2.2.7 离子浓度对吸附性能的影响
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性污泥基生物炭 [30] 等），Zn/Mn/PAA-2 的最大吸附 探究不同离子（Cl 、HCO 3 ）浓度对吸附性能
量占明显优势。 的影响，在 25 ℃，铀酰离子初始质量浓度为 10 mg/L，
溶液 pH=4.3，吸附时间 2 h，Zn/Mn/PAA-2 用量为 1 g/L
2+
表 2 Zn/Mn/PAA-2 吸附 UO 2 的吸附等温线参数
2+
Table 2 Isotherm parameters of adsorption of UO 2 by Zn/ 的条件下，分别添加不同浓度的 NaCl 和 NaHCO 3
Mn/PAA-2 溶液，考察了离子浓度对 Zn/Mn/PAA-2 吸附性能的
影响，结果如图 10 所示。
Langmuir Freundlich
温度/℃ k F/[(mg/g)(
2
2
k L/(L/mg) q m/(mg/g) R n F 1/ n R
L/mg) F]
25 0.0729 683.2 0.980 2.53 98.07 0.875

2+
表 3 不同吸附剂对 UO 2 的吸附性能比较
2+
Table 3 Comparison of adsorption properties of UO 2 by various
adsorbents
吸附剂 pH q m/(mg/g) 参考文献
MIL-125 5 264.4 [26]
NH 2-MIL-125 8 327.3 [26]
ZnS/活性炭复合材料 6 63.75 [27]
氨基功能化烟叶生物炭 6 495.04 [28]
改性虾壳粉 3 48.58 [29]
硝酸改性污泥基生物炭 6 80.34 [30]
Zn/Mn/PAA-2 4.3 683.2 本工作

2.2.6 共存离子对吸附性能的影响
实际含铀废水中不仅只存在铀酰离子，还有大
量的共存离子，为了评估 Zn/Mn/PAA-2 的选择性，
在 25 ℃，铀酰离子初始质量浓度为 10 mg/L，溶液

pH=4.3，吸附时间 2 h，Zn/Mn/PAA-2 用量为 1 g/L 图 10 离子浓度对吸附性能的影响
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+
+
2+
2+
的条件下，分别添加 K 、Na 、NH 4 、Mg 、Ca 、 Fig. 10 Effect of ion concentration on adsorption properties

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2–
HCO 3 和 CO 3 ，共存离子的浓度为 0.01 mol/L，考察 由图 10a 可知，在不同浓度的 NaCl 溶液中，Zn/
了共存离子对 Zn/Mn/PAA-2 吸附性能的影响，结果 Mn/PAA-2 对 UO 2 的吸附保持在较高水平，吸附率
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如图 9 所示。 可达 90.53%，Cl 主要是与吸附剂表面的官能团结
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合，致使吸附位点减少，去除率随着离子浓度增加
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–
而减小。由图 10b 可知，HCO 3 一方面会与 UO 2 形
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成稳定络合物，另一方面会产生 H 占据吸附位点，不
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利于 UO 2 吸附。但是在低浓度（0.01 mol/L）NaHCO 3
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溶液中，Zn/Mn/PAA-2 对 UO 2 的吸附率仍可达到
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35.05%，说明 Zn/Mn/PAA-2 对 UO 2 的吸附有较高
的选择性，有望用于实际含铀废水中铀的去除。其
中，朝下表示没有去除铀酰离子。
2.2.8 不同水样对吸附性能的影响

图 9 共存离子对吸附性能的影响 为研究 Zn/Mn/PAA 在不同水样中的吸附能力，
Fig. 9 Effect of coexisting ions on adsorption properties
选取了草溪河水、实验室自来水、矿泉水 3 种水样。
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2+
+
从图 9 可以看出，K 、Na 、NH 4 、Mg 和 Ca 2+ 首先，采用紫外显色方法检测 3 种原始水样中是否
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2+
对 Zn/Mn/PAA-2 吸附 UO 2 基本无影响，HCO 3 和 含有 UO 2 ，结果见图 11a。从图 11a 可知，3 种水
2+
2–
CO 3 对 UO 2 的吸附有较强的抑制作用。这主要是因为 样在 651 nm 处均未有明显吸收峰，表明 3 种原始水
2+
2+
这两种阴离子与 UO 2 形成了稳定的络合物，阻碍了 Zn/ 样中均不含有 UO 2 。分别用上述 3 种水样配制初始
2–
2+
2+
Mn/PAA-2 与铀的配位作用，同时 CO 3 还能与 UO 2 形 质量浓度为 10 mg/L 的 UO 2 溶液，然后进行吸附实
4+
2+
成 UO 2 (CO 3 ) 3 等配合物，不利于对 UO 2 的吸附 [24] 。 验，结果如图 10b 所示。Zn/Mn/PAA-2 在自来水中