Page 18 - 《精细化工》2023年第12期
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·2560·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

            最大吸附容量为 70.3 mg/g。与未改性粉煤灰相比，                       ASBB 表面上呈现出更发达的孔隙结构、较大的比
            CFA@PEI 复合材料表现出较高的吸附容量，循环再                         表面积和较多的含氧官能团（—COOH）的数量，
            生能力强。该方法操作简单，经济实用。                                 可以提供更多的反应位点来吸附 U（Ⅵ），吸附后的

                                                               材料为 ASBB-U。ASBB 的优势是吸附速率很快，5 min
                                                               即可达到平衡，大于常见的吸附材料的吸附速率。
                                                               与 SBB 相比，ASBB 对铀的吸附率为 97.2%，而 SBB
                                                               对铀的吸附率为 65%左右，可见醋酸改性使材料对
                                                               铀的吸附性能显著提高。在 pH=6 时，对 U（Ⅵ）
                                                               的最大吸附容量为 32.6 mg/g。



                       图 12  CFA@PEI 的模型图    [50]
                   Fig. 12    Model diagram for CFA@PEI [50]

            2.2.4   磁性复合改性的工业固体废弃物吸附废水中

                   的铀                                               图 13  SBB 改性和 ASBB 吸附铀示意图        [57]

                 CHEN 等  [51] 以粉煤灰（CFA）和铁盐为材料，                 Fig. 13    Schematic diagram of SBB modification and uranium
            利用化学共沉淀法将 Fe 3 O 4 涂覆至 CFA 球表面，制                          adsorbed by ASBB [57]

            得了 Fe 3 O 4 /CFA 复合材料。改性后的 CFA 球状颗粒                2.3.2   氧化改性的城市固体废弃物吸附废水中的铀
            破碎，表面变得粗糙，Fe 3 O 4 的涂覆使复合材料含有                          SUN 等  [58] 以污泥为材料，制备了生物炭（BC）
            更多的吸附位点，增强了离子交换或表面络合能力，                            后，随后对 BC 采用空气焙烧氧化改性，550  ℃下
            从而增加 U（Ⅵ）的吸附。在 pH=6~10 范围内                         制得了氧化污泥基生物炭（OBC），用以吸附废水中
            Fe 3 O 4 /CFA 对铀吸附稳定，pH=7 时，对铀的最高吸                 U（Ⅵ），U（Ⅵ）吸附的几何结构图如图 14 所示。
            附容量为 324.3 mg/g。该材料在高 pH 下能有效地捕
                                                               高温氧化后形成了羧基和羟基官能团，含氧官能团
            获 U（Ⅵ），使 Fe 3 O 4 /CFA 在实际应用时适应性更广。
                                                               的种类和数量增加，对铀的吸附位点增多，并且
            该材料解决了难分离的问题，回收简单，可循环使
                                                               OBC 具有较小的孔径及较高的孔体积，可容纳更多
            用，在实际应用中减少了成本。
                                                               的含氧官能团。在 pH=6 时，达了最高吸附容量
            2.3   城市固体废弃物吸附废水中的铀
                                                               (490.2 mg/g)，且 5 次循环使用仍能有较大的吸附容
                 城市固体废弃物中的污泥由于廉价易得、含有
                                                                                     –
                                                               量。此外，共存离子 NO 3 促进了 OBC 对 U（Ⅵ）的
            大量的活性基团，一些研究者将目光投向废水处理                             吸附，而 Fe 略微降低其对 U（Ⅵ）的吸附容量，
                                                                          3+
            方面，用于重金属 Cr（Ⅵ）           [52] 、Pb（Ⅱ）  [53] 等废水
                                                               但影响不显著。OBC 对高浓度铀和低浓度铀废水都
            的吸附。利用污泥作为吸附材料具有操作方便等优
                                                               适用。此外，相对于其他的生物炭材料，OBC 适用
            点，达到经济、社会和环境三重效益。处理废水时，
                                                               范围更加广泛。同时，高温氧化改性减少了化学试
            主要是将污泥制成生物炭。与植物类生物炭相比，
                                                               剂的使用，成本更低，有大规模处理含铀废水的潜能。
            污泥基生物炭表面含氧官能团的数量相对较少，影
            响对金属离子的吸附能力            [54] 。通过对污泥基生物炭
            进行改性，能提高吸附容量。
            2.3.1   酸改性的城市固体废弃物吸附废水中的铀
                 莫官海等    [55] 以城市污泥为原料，通过热解形成
            的生物炭（SSB）        [56] 用硝酸浸渍，经洗涤、烘干制
            备出酸改性污泥基生物炭（SSB-AO），用以吸附水
            中 U（Ⅵ）。硝酸改性后，SSB-AO 表面羟基等含氧

            官能团数量增加，—OH、C—O 及 C==O 等含氧官
                                                                  注：1.64、1.71 和 1.87 Å（0.1 nm）分别为氢键的键距
            能团对铀的吸附起到促进作用。在 pH=6 时，SSB-AO
            对 U（Ⅵ）的理论最大吸附量为 80.34 mg/g，约为                             图 14  U（Ⅵ）的吸附的几何结构图           [58]
                                                               Fig. 14    Geometric structure of the adsorption of U(Ⅵ) [58]
            SSB 吸附容量的 1.5 倍，且材料重复利用性强。
                 YU 等 [57] 将活化后的污泥（ES）热解得到污泥                   2.3.3   复合凝胶改性的城市固体废弃物吸附废水中
            基生物炭（SBB），然后进行醋酸改性得到醋酸改性                                 的铀
            生物炭（ASBB）。如图 13 所示，在醋酸的作用下，                            LIU 等 [59] 以壳聚糖（CS）和铝污泥（AS）为材
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