Page 156 - 《精细化工》2022年第5期

·1010· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

的去除率为 82.8%，在其余两种水样中的去除率也 由图 12 可知，5 次循环利用后，Zn/Mn/PAA-2
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达到 82.5%以上，这表明，Zn/Mn/PAA-2 在不同水样 对 UO 2 的去除率和解吸率仍然可分别达 65%和
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中对 UO 2 的吸附能力均较强，Zn/Mn/PAA-2 有望成 72%，表明可实现材料的有效再生和 UO 2 的回收利
为工业废水净化的有力竞争者。 用。因此，Zn/Mn/PAA-2 在含铀废水处理及铀回收

中是具备应用潜力的吸附材料。
2.3 吸附机理
为了明确吸附机理及探讨材料的稳定性，采用
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FTIR 和 XPS 探讨了 Zn/Mn/PAA-2 吸附 UO 2 前后的
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化学组成。Zn/Mn/PAA-2 吸附 UO 2 前后的 FTIR 图
见图 13。

图 13 Zn/Mn/PAA-2 和 U-Zn/Mn/PAA 的 FTIR 谱图
Fig. 13 FTIR spectra of Zn/Mn/PAA-2 and U-Zn/Mn/PAA

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图 11 不同水样中 UO 2 含量（a）及不同水样对吸附性
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能的影响（b） 如图 13 所示，在吸附 UO 2 之后的 Zn/Mn/
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Fig. 11 Content of UO 2 in different water samples (a) and PAA-2（U-Zn/Mn/PAA）的红外图谱中，PAA 的羰
effect of different water samples on adsorption 基和羟基特征峰仍然存在，两者的特征吸收峰稳定
properties (b)
存在说明吸附前后 Zn/Mn/PAA 的结构没有发生变化。
2.2.9 循环性能 值得注意的是，在 U-Zn/Mn/PAA 中 914.2 cm 处出
–1
为研究 Zn/Mn/PAA-2 的再生循环性能，对 Zn/ 现了一个新的特征峰，该峰是铀的特征吸收峰 [25,31] ，
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Mn/PAA-2 进行了 4 次吸附-脱附实验，UO 2 的解吸 这表明 UO 2 被成功吸附到 Zn/Mn/PAA-2 表面上。
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率（D，%）计算公式如下所示： Zn/Mn/PAA-2 和 U-Zn/Mn/PAA 的 XPS 谱图如
D /% Q q / e （11） 图 14a 所示。从 Zn/Mn/PAA-2 的 XPS 图上可以看到，
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式中：Q 为吸附剂上解吸 UO 2 的容量，mg/g。 C 1s、O 1s、Mn 2p 及 Zn 2p 的峰分别出现在 284.3、
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Zn/Mn/PAA-2 循环使用次数对吸附 UO 2 的影 531.0、642.5 及 655.0、1021.9 及 1043.9 eV 处，这
响见图 12。 进一步表明 成 功 制 备 了 Zn/Mn/PAA-2 。在

U-Zn/Mn/PAA 的 XPS 图上，C 1s、O 1s、Mn 2p 及 Zn
2p 的峰分别出现在 285.5、532.5、642.5 及 655.0 eV、
1021.9 及 1043.9 eV 处。在 380~395 eV 区域出现了
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归属于 U 4f 的特征峰 [25,31] 。C 1s 和 O 1s 的特征峰发
生了明显的移动，这表明 Zn/Mn/PAA-2 中的羰基参与
了吸附。同时，Mn 2p 和 Zn 2p 的峰强度减小，这表
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明在吸附过程中有少量金属离子被 UO 2 置换出来。U
4f 的高分辨率 XPS 图如图 14b 所示，U 4f 光谱可以分
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解成两个峰，分别属于 U 4f 7/2 (380.6 eV)和 U 4f 5/2

(391.2 和 392.7 eV)。综上所述，可能的吸附机理是
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图 12 Zn/Mn/PAA-2 循环次数对吸附 UO 2 的影响 2+
Fig. 12 Effect of regeneration cycle times of Zn/Mn/PAA-2 UO 2 和 PAA 中的羰基的络合作用驱动吸附剂吸附铀
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on adsorption of UO 2 酰离子。