UiO-66系列MOFs材料對U(VI)的吸附探究.pdf

1、近年來，傳統(tǒng)能源消耗加快，氣候變化問題日益凸顯，因此核能成為各個國家和地區(qū)能源開發(fā)的重要選擇。但是核安全和環(huán)境問題是制約核電發(fā)展的瓶頸，問題的解決與放射性廢水處理，尤其是放射性廢水中鈾的移除富集和海水中提鈾等息息相關。因此尋找高效、快速和良好選擇性的鈾分離納米多孔材料具有重要意義。金屬-有機骨架材料（MOFs）作為納米多孔材料家族的新成員，因為多孔性、大比表面積、結構的多樣性受到越來越多的關注和研究。因為UiO-66系列 MOFs具有良

2、好的熱穩(wěn)定性、水溶液穩(wěn)定性和官能團修飾多樣化，并且氨基和羧基都是很好的U(VI)配位官能團，所以本論文分別采用溶劑熱法和水浴反應合成了UiO-66、其氨基衍生物UiO-66-NH2和其雙羧酸衍生物UiO-66-2COOH三種MOFs材料，對材料進行了粉末 X射線衍射（PXRD）、紅外、熱重分析和氮氣吸附表征。表征的結果證明三種材料的成功合成，且具有良好的熱穩(wěn)定性和水溶液穩(wěn)定性、大的比表面積和功能化成功。
　　采用靜態(tài)批示法研究了常

3、規(guī)條件下 UiO-66、UiO-66-NH2和UiO-66-2COOH三種材料對U(VI)吸附行為，考察了溶液pH值影響、吸附時間、U(VI)起始濃度、離子強度和U(VI)選擇性吸附等。實驗結果表明，三種材料對U(VI)吸附容量大，吸附速率快。其中，UiO-66和UiO-66-NH2在溶液pH=5.5時，U(VI)吸附容量為110 mg/g左右，在4 h左右到達吸附平衡。而UiO-66-2COOH更是在溶液pH=3.0時，在1h內達到吸

4、附平衡，且吸附容量有120 mg/g。特別注意的是，三種材料都對U(VI)有良好的選擇吸附效果。經過吸附等溫線研究，三種材料都是均一的單層化學吸附。與已發(fā)表的文獻中報道的其他MOFs對比，UiO-66系列的三種材料都比MIL-101和MIL-101-NH2吸附性能好，但是也都比不上MIL-101合成后修飾氨基系列的材料、MOF-76和磷酸脲改性的UiO-68等MOFs材料。但是從合成方法和難易程度來說的話，UiO-66系列都可以通過一步