木质素表面功能化MXene纳米片的制备及其对U(Ⅵ)的吸附性能

作     者：李仕友 乔记帅 杨宇彪 熊芷毓 王国华 LI Shiyou;QIAO Jishuai;YANG Yubiao;XIONG Zhiyu;WANG Guohua

作者机构：南华大学土木工程学院衡阳421001 南华大学污染控制与资源化技术湖南省重点实验室衡阳421001 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年第41卷第10期

页      面：5361-5374页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：湖南省自然科学基金项目(2022JJ30490) 国家自然科学基金项目(51904155) 

主　　题：MXene 木质素 纳米材料 U(Ⅵ) 吸附性能 

摘      要：为了进一步改善MXene纳米材料对模拟放射性废水中U(Ⅵ)的吸附性能,利用天然资源酶水解木质素(EHL)作为生物表面活性剂对MXene进行表面功能化处理,采用SEM-EDS、XRD及FTIR对改性前后的材料进行了表征分析,并在吸附实验中探究了pH、温度、反应时间、干扰离子及不同初始U(Ⅵ)浓度等因素对除U(Ⅵ)效果的影响。结果表明,EHL阻止了MXene纳米片的聚集堆叠,并且引入了大量活性官能团,提高了EHL功能化MXene纳米片的吸附性能。在MXene与EHL的质量比为1∶5、投加量为0.1 g·L^(−1)、pH为5、温度为303 K时,对U(Ⅵ)的最大吸附容量为231.95 mg·g^(−1)。此外,吸附动力学和等温线分析表明,拟二级动力学模型和Freundlich等温线模型能很好地拟合此吸附过程,热力学分析表明其吸附过程是自发吸热的。经历5次循环再生后,对U(Ⅵ)的去除率仍在80%以上。表征分析结果表明,MX/EHL与U(Ⅵ)之间相互作用机制包括离子交换、静电吸引以及与含氧官能团之间的络合作用。基于此研究,MX/EHL作为一种环境友好型吸附材料,对去除废水中的U(Ⅵ)具有巨大潜力。