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碳氮结构空心管材料及其对钍离子的 吸附性能研究

2021-12-30周鑫浩陈九玉唐安宇杨毅刘颖

装备环境工程 2021年12期
关键词:结构

周鑫浩,陈九玉,唐安宇,杨毅,刘颖

(1.南京理工大学 环境与生物工程学院,南京 210094; 2.江苏省化工污染控制与资源化利用重点实验室,南京 210094)

钍是稀土开采过程中产生的主要有害污染物,核能和化学制造生产过程中会释放大量的放射性钍元素,其放射性范围为5.7~3224 pCi/g[1]。在自然界中,钍元素主要以四价化合物(Th(IV))的形式存在,与其他锕系元素相比,钍的水解产物最少,当溶液pH>4.0或钍离子浓度大于10−8mol/L时,会倾向于形成氢氧化物。文献[2]报道,地表水和地下水环境中,钍的浓度在0.009~2.9 μg/L之间;但在某些矿区污染水中,钍的浓度高达800~1400 μg/L。在这种情况下,稀土的开采和加工通常会引起严重的钍污染,钍通过地下水的迁移会进一步对生态环境和人体造成威胁。此外,钍不能被人体自然降解,一旦被消化或吸入,即使浓度较低,也可能诱发癌变,严重损害肝、肺,导致各种严重疾病以及生物系统紊乱[3-4]。

含放射性钍的废水的处理方法很多,吸附法由于操作简单、成本低、富集效率高、适用范围广等优势,在去除废水中钍离子的研究中得到了广泛的应用[5-6]。大多数吸附材料主要通过官能团改性来增强其选择性,比如在材料表面引入羟基、羧基、氨基等官能团,以增强对钍离子的去除效果。尤其是含氮官能团,如氨基、酰胺基等,是改性材料中不可或缺的有机官能团成分。例如,将二氮杂菲二酰胺嫁接到氧化石墨烯上[7],可在强酸环境中高效分离稀土废水中的Th(IV)离子。用N,N,N,N-四辛基二甘醇酰胺浸渍的石墨烯气凝胶[8]在去除水溶液中的Th(IV)离子时,可以保持良好的吸附性能,尤其是它在溶液中很稳定,且可重复使用,有大规模应用的可能性。基……

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