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静电纺丝技术及其用于吸附分离铀的研究进展

2021-10-14谢金华陶琴琴柳玉辉王有群张志宾曹小红刘云海

湿法冶金 2021年5期

谢金华,戴 荧,陶琴琴,柳玉辉,王有群,张志宾,曹小红,刘云海

(东华理工大学 核资源与环境国家重点实验室,江西 南昌 330013)

静电纺丝技术(Electrospinning)是一种利用高压电源将聚合物溶液或熔体通过静电作用制备成纳米级纤维的技术。该技术最早由美国工程师A.Formhals于1934年发明,其利用静电力制备了醋酸纤维素纳米纤维。20世纪90年代,D.H.Reneker等通过理论研究和实践,将静电纺丝技术逐步发展和完善。与其他纤维制备方法相比,静电纺丝技术具有操作简单、可操作性强等优点,能有效提高纳米纤维的比表面积,其所制备的纤维长径比大、孔隙率高、易功能化且吸附量大,是优秀的吸附材料基底。

铀-238的半衰期长达4.51×109年,其对自然及人类的危害主要源于它的化学毒性[1-2]。在铀的开采[3]、提取、使用和后处理过程中,总是伴随大量的气态、固态及液态的含铀放射性废物产生。因此,有效处理回收放射性废物中的铀,对保护自然环境[4-5]和人类健康[6]具有重要意义。

从放射性废水中去除铀主要有吸附法[7]、离子交换法[8]、化学沉淀法[9]、电化学法[10]、光催化法[11]等。其中吸附法具有成本低、操作简单、环保等优点,是有效的方法之一。目前,碳基化合物[12-14]、硅基化合物[15]、金属有机骨架化合物[16]、杯芳烃类化合物、层状金属氢氧化物[17]及生物质类[18]等吸附剂都能从水溶液中有效去除铀,但这些吸附剂大多数是粉末状,在实际应用中难以回收。而通过静电纺丝技术将高效粉末吸附剂与合适的基底共纺,制备出混合纤维,可以完美解决上述问题。……

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