Amide-functionalized MOG for effective adsorption of U(VI) and Pb(II) from nuclear wastewater

IF 9.6 1区材料科学 Q1 MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY

Rare Metals Pub Date : 2024-07-17 DOI:10.1007/s12598-024-02909-0

Qi Zhou, Dong-Ling Peng, Guo-Jian Ren, Chao-Wei Zhang, Ling-Long Yi, Qin-He Pan

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Abstract

核能作为最环保的能源之一, 得到了快速的发展。在核能的利用过程中, 产生的含有大量放射性元素的核废水成为核能发展所需要面对的重要问题。其中, 核废水中放射性元素的处理仍然是一项重大挑战。本研究利用酰胺基功能化有机配体 H₆TPBTM 与 Zr⁴⁺ 组装, 形成了金属有机凝胶 (HNU-G6)。HNU-G6 在酸性和碱性条件下均表现出优异的稳定性, 同时对U(VI)/Pb(II)具有较好的吸附能力。采用经典的伪一阶和伪二阶动力学吸附模型对动力学吸附实验拟合分析。采用 Langmuir、Freundlich、Temkin 和 Dubinin-Radushkevich (D-R) 模型对等温吸附实验拟合分析。在最佳吸附条件下 (pH = 5, U(VI): 12 h, Pb(II): 3 h), HNU-G6 对 U(VI) 和 Pb(II) 的最大吸附容量分别为 604.3 mg·g⁻¹ 和 453.2 mg·g⁻¹。HNU-G6 表现出良好的循环性, 这可归因于其丰富的酰胺基和未完全配位的羧基。此外, HNU-G6 还能同时吸附高盐度核废水中的U(VI) 和 Pb(II), 吸附量分别是U(VI): 227.8 mg·g⁻¹; Pb(II): 152.1 mg·g⁻¹。这项工作为处理核废水提供了一种新的材料和可行的策略.

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酰胺官能化 MOG 有效吸附核废水中的铀(VI)和铅(II)

核能作为最环保的能源之一, 得到了快速的发展。在核能的利用过程中, 产生的含有大量放射性元素的核废水成为核能发展所需要面对的重要问题。其中, 核废水中放射性元素的处理仍然是一项重大挑战。本研究利用酰胺基功能化有机配体 H6TPBTM 与 Zr4+ 组装, 形成了金属有机凝胶 (HNU-G6)。HNU-G6 在酸性和碱性条件下均表现出优异的稳定性, 同时对U(VI)/Pb(II)具有较好的吸附能力。采用经典的伪一阶和伪二阶动力学吸附模型对动力学吸附实验拟合分析。采用 Langmuir、Freundlich、Temkin 和 Dubinin-Radushkevich (D-R) 模型对等温吸附实验拟合分析。在最佳吸附条件下 (pH = 5, U(VI): 12 h, Pb(II): 3 h), HNU-G6 对 U(VI) 和 Pb(II) 的最大吸附容量分别为 604.3 mg·g−1 和 453.2 mg·g−1。HNU-G6 表现出良好的循环性, 这可归因于其丰富的酰胺基和未完全配位的羧基。此外, HNU-G6 还能同时吸附高盐度核废水中的U(VI) 和 Pb(II), 吸附量分别是U(VI): 227.8 mg·g−1; Pb(II): 152.1 mg·g−1。这项工作为处理核废水提供了一种新的材料和可行的策略.Graphical abstract

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Rare Metals 工程技术-材料科学：综合

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期刊介绍： Rare Metals is a monthly peer-reviewed journal published by the Nonferrous Metals Society of China. It serves as a platform for engineers and scientists to communicate and disseminate original research articles in the field of rare metals. The journal focuses on a wide range of topics including metallurgy, processing, and determination of rare metals. Additionally, it showcases the application of rare metals in advanced materials such as superconductors, semiconductors, composites, and ceramics.