Page 16 - 《精细化工》2023年第12期

·2558· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

图 8 TAA-AC 的合成路线示意图 [40]
Fig. 8 Schematic diagram of synthetic route of TAA-AC [40]

2.1.4 其他金属氧化物复合改性的农林业固体废弃 起步阶段，近年来，中国在政策方面加快产业结构
物吸附废水中的铀 调整和产业升级，但产生的固体废弃物的量仍处于
各种金属氧化物，如氧化锰、氧化锌和氧化铁 增加态势。工业固体废弃物因价格低廉、来源丰富
已成功地用于制备生物炭基复合材料，磁性生物炭 的优势成为废水处理领域研究的热点，具有非常广
即铁的氧化物负载于生物炭上，吸附剂对重金属的 阔的应用前景和研究价值。但赤泥、钢渣、粉煤灰、
吸附能力因金属氧化物负载而显著增强。金属氧化 煤矸石等水溶液呈碱性，会显著影响含铀废水的
物复合材料增加了含 O 基团，易与铀形成络合物， pH，进而影响废水中铀的种类。改性前的工业固体
从而增加吸附容量。 废弃物因来源复杂，成分中含有重金属及放射性金
DAI 等 [42] 以橘皮生物炭（OPC）为生物质，先 属，碱性强，因此不能直接用于废水中。WU 等 [44]
通过超声分散的方式将 OPC 与 MnSO 4 充分混合形 研究表明，在微酸 pH 和少量溶解钙的条件下，有
成悬浊液，然后将 KMnSO 4 溶液和 NaOH 溶液滴入， 利于 U（Ⅵ）的吸附，一些常用的改性方法如酸碱
制得的选悬浮液经加热、搅拌、清洗、冷冻干燥、 改性、盐改性、煅烧改性、官能团修饰改性、复合
煅烧后，成功将 MnO 2 负载到橘皮生物炭上，原位 改性可改善工业固体废弃物碱性、孔隙率低等缺点。
沉积技术制得了 MnO 2 /OPC。MnSO 4 和 KMnSO 4 之 2.2.1 酸溶液/碱溶液/盐溶液改性的工业固体废弃
间的氧化还原反应不仅导致金属氧化物微粒在 OPC 物吸附废水中的铀
表面和通道内壁上生长，而且还起到了造孔剂的作 利用酸溶液、碱溶液或盐溶液对工业固废改性
用，使橘皮生物炭表面孔隙更大，从而提高了对铀 是一种最为简便的方法。
的吸附能力。在 pH=5.5 时，对铀的最大吸附容量为 WU 等 [44] 以拜耳法赤泥粉末为原料，分别用硝
246.3 mg/g。 酸、硝酸铁、硝酸铝调节 pH 至中性，经分离、干
双金属氧化物改性吸附剂由于具有良好的污染 燥、研磨及过筛后得到硝酸脱碱赤泥（DRM）、硝
物去除能力，在环境修复中受到越来越多的关注。 酸铁改性赤泥（FRM）、硝酸铝改性赤泥（ARM），
LIU 等 [43] 以废茶渣生物炭、FeCl 3 •6H 2 O、KMnSO 4 酸溶液/盐溶液改性赤泥的流程图如图 9 所示。在
为原料，将生物炭浸入 FeCl 3 •6H 2 O 和 KMnO 4 混合 pH=3.5 时，DRM、ARM 和 FRM 的最佳吸附效率分
溶液中，利用 KMnO 4 的氧化性和 600 ℃下热解产 别为 74.50%、95.56%和 98.75%，最佳吸附容量分
生的 Fe 3 O 4 、Mn 3 O 4 、MnO 2 制备了负载 Fe-Mn 双金 别为 1.24、12.74 和 32.92 mg/g，钙去除效率分别为
属氧化物的废茶渣生物炭复合材料（FMBC）。FMBC 54.10%、31.53%和 35.70%。虽然此改性赤泥材料碱
孔隙丰富，铁、锰氧化物负载在其表面和孔隙中， 度问题改善，吸附效果有所提高，但实验过程中，研
FMBC 表面变得粗糙，增加了铀的吸附位点，还原 究者通过使用 0.45 μm 注射器过滤器回收材料，存在
性的铁、锰将 U（Ⅵ）还原为 U（Ⅳ）。FMBC 因含 材料难回收的问题。通过小孔径的滤纸过滤或者离心
铁，可通过磁场回收，重复利用性好。在 pH=5 时 成本高、回收效率低，在实际应用方面仍受到限制。
对铀的最大吸附容量为 510.8 mg/g。 CHEN 等 [45] 利用硫酸改性钢渣以改变钢渣颗粒
2.2 工业固体废弃物吸附废水中的铀 的大小和孔隙率，而且在改性后钢渣中引入了新的
中国工业固体废物资源的综合利用技术还处于 官能团，得到酸改性钢渣，再经过热处理，进一步