磷酸化石墨烯吸附铀的性能研究

编号：CPJS06507

篇名：磷酸化石墨烯吸附铀的性能研究

作者：张志宾 张昊岩 邱燕芳 陈海军 戴荧 刘云海 曹小红

关键词： 化学接枝 石墨烯 铀 选择性 吸附

机构： 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室 华北电力大学环境科学与工程学院

摘要： 本文利用简单的原位磷酸化反应,成功地将磷酸基团接枝到氧化石墨烯的表面,制备了一种磷酸化石墨烯吸附材料(PGO).采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了PGO的微观形貌,通过傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等表征了PGO表面官能团的结构.结果表明,磷酸基团通过与GO中的C–O–C反应引入.系统研究了pH、离子强度、温度和时间等对PGO吸附铀性能的影响. pH是影响吸附铀过程的主要因素,吸附过程受离子强度影响较弱,说明PGO的吸附受内层表面络合控制;吸附过程符合Langmuir模型,单分子饱和吸附容量为396.83 mgg-1,高于GO (249.38 mgg-1);吸附过程符合准二级动力学模型,证明化学吸附占有主导地位;热力学参数(ΔG、ΔH、ΔS)表明吸附过程是吸热和自发的; PGO吸附铀的选择率高达56%,用1.0 molL-1HCl洗脱时,脱附率达到98%; 5次吸附、脱附循环后PGO的吸附量仅降低了13%.磷酸化石墨烯在放射性废水处理领域具有广阔的应用前景.