氧化石墨烯/二氧化硅复合材料对铀(Ⅵ)的吸附性能
2016-08-10谢水波杨金辉曾涛涛刘金香
王 亮,谢水波,杨金辉,曾涛涛,刘金香
(南华大学 城市建设学院污染控制与资源化技术湖南省重点实验室,衡阳 421001)
氧化石墨烯/二氧化硅复合材料对铀(Ⅵ)的吸附性能
王 亮,谢水波,杨金辉,曾涛涛,刘金香
(南华大学 城市建设学院污染控制与资源化技术湖南省重点实验室,衡阳 421001)
以氧化石墨烯(GO)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂,利用TEOS水解成SiO2合成了氧化石墨烯/二氧化硅复合材料(GOS)。通过静态实验,探讨pH、GOS投加量、吸附时间和U(Ⅵ)初始浓度对GOS吸附U(Ⅵ)的影响,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对GOS进行表征,并探讨其吸附U(Ⅵ)的机理。结果表明:当溶液pH为6,投加量为0.2 g/L,吸附时间为120 min时,GOS吸附U(Ⅵ)效果最佳;吸附过程较好地拟合准二级动力学模型(R2≈1)和Freundlich等温模型(R2≈1);SiO2成功与GO复合,GOS对U(Ⅵ)具有很好的吸附性能,其吸附U(Ⅵ)前后自身结构并未发生变化,其对U(Ⅵ)的吸附机理以—COOH、—OH的离子交换作用为主,Si—OH的络合反应并存。
氧化石墨烯;二氧化硅;复合材料;铀(Ⅵ);吸附
铀矿冶生产中的低浓度含铀废水如果直接进入水体,将对人体健康和生态环境构成严重危害。高效处理含铀废水并回收铀成为亟待解决的核环境问题[1-2]。传统的离子交换、化学沉淀、植物修复、溶剂萃取等含铀废水处理方法存在处理成本高、效率较低、回收利用率低等不足[3],因而高效廉价、重复利用率好等的新型铀吸附材料备受关注。其中,石墨烯[4-5]以其优异特性而被广泛应用,其比表面积巨大,含有丰富的羟基、羧基等含氧官能团,为废水中铀的吸附提供了大量结合位点[6]。……
