磷钼酸铵负载聚丙烯无纺布吸附剂的辐射接枝法制备及其对Cs(I)的吸附性能
2021-11-17王焕潘晓晗薛怡俎建华
王焕 潘晓晗 薛怡 俎建华
(上海交通大学核科学与工程学院 上海 200240)
2011年3月11日,日本发生9级地震并引发了海啸,造成福岛核电站发生重大事故,事故应急处理和后续处理过程中排放了大量的放射性废水,导致福岛周围海域放射性核素含量严重超标[1]。排放的废水中含量最高的放射性元素是137Cs,它的衰变释放能量强,同时半衰期长达30a,极易通过环境和食物链到达人体,危害人类健康[2],因此周围海域中的137Cs亟需处理。到目前为止,针对放射性137Cs移除的方法包括:沉淀法[3]、溶剂萃取法[4-5]、离子交换和吸附法[6-9]等,其中,离子交换和吸附法是目前国内外去除和分离铯的主要方法之一。吸附Cs(I)时利用的主要材料有沸石[10]、多价金属磷酸盐[11]、亚铁氰化物[12]和杂多酸盐磷钼酸铵(AMP)[13-14]等。相比其他吸附材料,AMP因具有选择性强、吸附量大和稳定性良好等特点,被广泛用于核电站Cs(I)的吸附分离[15]。然而,AMP呈粉末微晶状,机械强度差,受到挤压容易结块,堵塞吸附柱出口,影响柱分离装置的稳定运行[16]。
为了解决这一问题,本研究选用了聚丙烯(PP)无纺布作为载体,采用电子束预辐照法,将甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)接枝到PP无纺布上[17-18],生成PP-g-GMA,AMP晶体在接枝过程中包裹载入反应物中,最终生成了一种负载有AMP的吸附剂PP-g-GMA@AMP。通过电子束引发预辐射接枝法合成吸附剂PP-g-GMA@AMP,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描式电子显微镜(SEM)等手段表征吸附剂的基团和元素构成以及表面形貌,研究各种因素对吸附剂PP-g-GMA@AMP在静态和动态吸附移除Cs(I)性能的影响以及它对Cs(I)的选择性吸附行为。……
