β-环糊精改性介孔二氧化硅材料对U(Ⅵ)的去除机制

摘要

以三乙氧基(3-异氰酸丙基)硅为交联剂,通过后接枝法合成了β-环糊精改性介孔二氧化硅(SBA-15-CD)材料.通过静态吸附试验研究了溶液pH值、SBA-15-CD投加量、吸附时间、温度等因素对SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的影响.通过扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、BET比表面分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对材料进行表征分析,并探讨了SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的机制.结果表明,当U(Ⅵ)初始浓度为5 mg/L、温度为30℃时,SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的最佳条件为:pH=5、SBA-15-CD投加量0.20 g/L、吸附平衡时间30 min,在此条件下,平衡吸附量为24.4 mg/g,U(Ⅵ)去除率为98.3％.吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型,即以化学吸附为主,且主要是通过表面的羟基、酯基和氨基与U(Ⅵ)配位.30℃下SBA-15-CD的饱和吸附量达330 mg/g,升高温度有利于吸附的进行.SBA-15-CD具有良好的重复使用性能.