本文將Fe
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4納米顆粒集成到偕胺肟基功能化Ti
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2的片層間距內(nèi)，構(gòu)建了一種新型磁性MXenes基復(fù)合材料(Fe
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2-PDA/OA)，并用于去除模擬放射性廢水中的放射性核素。利用先進(jìn)的光譜技術(shù)對(duì)表面功能化的MXenes的理化性質(zhì)進(jìn)行了研究，同時(shí)通過批量實(shí)驗(yàn)考察了pH值、接觸時(shí)間和共存污染物對(duì)U(VI)/Th(IV)富集的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)定Fe
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2-PDA/OA對(duì)U(VI) (pH=5.0)和Th(IV) (pH=3.0)的最大吸附量分別為165.9 mg/g和202.7 mg/g，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)吸附材料。同時(shí)，等溫線和動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明，兩種核素的消除是一個(gè)單層的化學(xué)吸附過程，而熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算表明吸附是一個(gè)自發(fā)的吸熱過程。光譜分析結(jié)果表明，F(xiàn)e
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2-PDA/OA骨架上的羥基和偕胺肟基與U(VI)/Th(IV)絡(luò)合達(dá)到了消除作用。該研究為MXenes基復(fù)合材料在放射性離子修復(fù)中的應(yīng)用提供了良好的前景。
圖1. Fe
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2-PDA/OA的合成過程示意圖。
圖2 XPS測(cè)量光譜的綜合分析。
圖3. 催化劑的形貌表征和磁性分析。
圖4. pH值對(duì)Fe
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2PDA/OA去除放射性核素的影響
圖5 用等溫線模型模擬了U(VI)和Th(IV)在Fe
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2-PDA/OA上的吸附等溫線。
圖6. 利用動(dòng)力學(xué)方程模擬了U(VI)和Th(IV)在Fe
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2-PDA/OA上的吸附動(dòng)力學(xué)。
圖7 催化劑的SEM圖像和對(duì)應(yīng)的能譜分析。
圖8. 催化劑的XPS分析。
圖9. U(VI)/Th(IV)與Fe
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2-PDA/OA可能的催化機(jī)制。
相關(guān)科研成果由紹興學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院Baowei Hu等人于2022年發(fā)表在Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154227)上。原文：Magnetic amidoxime-functionalized MXenes for efficient adsorption and immobilization of U(VI) and Th(IV) from aqueous solution。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
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