新型金属硫属化物离子交换材料的探索研究

摘要

有效去除和回收放射性铀、铯、锶以及战略资源稀土离子对人类健康、环境保护和能源循环利用至关重要.利用S2-、Se2-对UO22+、Cs+、Sr2、Ln3+离子的亲和力和金属硫属化物开放骨架的柔性,发展了一类有机胺小分子导向的新型金属硫属化物离子交换材料.如通过溶剂热法一步大量合成的锡硫化物[Me2NH2]4/3[Me3NH]2/3Sn3S7·1.25H2O (FJSM-SnS),其原子利用率高,原料相对廉价,组分简单均一,对Cs+和SP离子亦具有强的亲和力和高的选择性.与美国西北大学M.G.Kanatzidis教授合作,创新性地将FJSM-SnS应用于UO22+和Ln3+离子的交换,实现了首个以有机胺阳离子交换UO22+离子的金属硫化物,对UO22+离子的吸附量高达338.4 mg/g;首次将金属硫化物离子交换材料应用于稀土离子的富集和回收;且在吸附铀和稀土元素后该材料具有高效、便捷的洗脱能力.研究证实金属硫属化物是一类颇具潜力的放射性和稀土离子交换材料.