Sep. Purif. Technol.：包埋亞鐵氰化銅鉀的電紡納米纖維用于吸附去除銫污染

DOI:10.1016/j.seppur.2020.117745

隨著大量產生放射性廢物的風險日益顯現，快速、選擇性去除銫離子已成為減少廢物量的重要課題。這項研究提出了一種新穎的固定化策略來合成包埋亞鐵氰化銅鉀（KCuHCF）的復合吸附劑，以有效分離銫離子。采用靜電紡絲技術，由聚乙烯醇和海藻酸鈉的共混聚合物制備出納米纖維基質，并通過羧酸鹽官能團的配位作用實現了KCuHCF的原位固定。通過控制聚合物的比例，優化了固定化KCuHCF納米吸附劑的含量和均勻性，并通過電子顯微鏡和光譜分析對其進行了系統分析。在批實驗中，該復合吸附劑顯示出高達114 mg g-1的吸附容量和對銫的優異選擇性，其分布系數大約在104-105 mL g-1之間，即使在大量存在競爭性陽離子的海水條件下也是如此。使用復合材料作為膜，在2 bar的壓力下進行的膜過濾實驗顯示，在約148 L m-2 h-1的高通量下，每平米可去除180mg的銫，從而達到有效凈化污染物的目的。因此，在納米纖維表面沉積KCuHCF納米吸附劑并結合吸附過濾方法可以作為放射性廢水處理的一種實用選擇。

圖1.將KCuHCF原位固定到電紡PVA/SA膜中的示意圖。

圖2.SA2（a），SA3（b），交聯的SA2（c），HCF-SA2（d）和HCF-SA0（e）的SEM圖像。HCF-SA2的TEM圖像（f）。

圖3.（a）SA0，SA2，交聯的SA2和HCF-SA2的FT-IR光譜。（b）KCuHCF，交聯的SA2和HCF-SA2的XRD圖譜。

圖4.（a）復合吸附劑在25℃下的Cs+吸附等溫線和Langmuir擬合曲線，（b）HCF-SA2對去離子水中8.8 mg L-1 Cs+和模擬地下水中1.1 mg L-1 Cs+的去除動力學。（c）在不同pH（HC=7.0 mg L-1，劑量：0.2 g L-1）下HCF-SA2的Cs+吸附量。（d）在存在競爭性陽離子的情況下，HCF-SA2的Cs+去除效率和分布系數（GW：地下水，SW：海水）

圖5.（a）在2bar的壓力下每種HCF-SA復合物的純水通量，以及（b）在含1.2 mg L-1 Cs+的DI水中，Cs+去除效率與每種HCF-SA復合物的濾液體積的關系。