三元水滑石负载的硫化纳米零价铁对铀的高效去除与机理研究

摘要

纳米零价铁材料(NZVI)被广泛用于环境中放射性核素U(Ⅵ)的去除,但是单纯的NZVI存在稳定性差、去除效果差等不足。本研究结合表面钝化技术与负载技术制备得到Ca-Mg-Al水滑石负载的硫化纳米零价铁材料(CMAL-SNZVI),并将其用于U(Ⅵ)的高效去除。结合宏观试验与光谱分析表征得到的结果表明,CMAL-SNZVI材料具有出色的理化性质与较高的活性,对水溶液中U(Ⅵ)的去除具有优良的效果,在2 h内可以达到反应平衡,且最大吸附量可达175.7 mg·g–1。CMAL-SNZVI对U(Ⅵ)的去除主要是由吸附过程与氧化还原反应相结合的方式:吸附过程中U(Ⅵ)与材料中的CMAL基底、SNZVI的表层通过内层表面络合作用结合;还原过程中材料的NZVI内核将U(Ⅵ)还原成低毒难溶的U(Ⅵ)后去除。CMAL-SNZVI可为NZVI材料的改性方法提供新的研究方向,同时,CMAL-SNZVI在污染物去除方面表现优异,可以作为出色的环境修复材料。