郑州大学研究生，郑州大学研究生院
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在本研究中，使用氧化石墨烯(GO)和聚丙烯酰胺/聚丙烯酸(PAM/PAA)制备了具有光热转化性能的水凝胶，用于从海水中高效提取铀。在PAM/PAA/GO水凝胶中引入两性离子2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱(MPC)，得到具有良好抗菌性能的PAM/PAA/GO/MPC (PAGM)。PAGM对铀(VI) (U(VI))具有高效、特异的吸附作用。在光照条件下(pH = 8, t = 600 min, C0 = 99.8 mg L−1,m/v = 0.5 g L−1)，PAGM的吸附量可达196.12 mg g−1。在暗条件下(pH = 8, t = 600 min, C0 = 99.8 mg L−1,m/v = 0.5 g L−1)，吸附量仅为160.29 mg g−1。光的吸附量比暗的吸附量高22.5%。采用Langmuir和拟二阶模型拟合吸附过程。经过5次吸附-解吸循环后，PAGM具有良好的重复性和稳定性。在自然海水中保存一个月后，PAGM对U(VI)的吸附量为6.1 mg g−1。x射线光电子能谱(XPS)结果表明，氨基、羧基和羟基与U(VI)的配位是U(VI)吸附的主要机制。通过详细的密度泛函理论计算证实了其机理。PAGM具有耐久性、高效率、光热转换性能和抗菌性能。因此，从海水中提取铀是一种很有前途的候选方法。
图文简介
PAGM水凝胶合成工艺示意图。
a) GO、PAM/PAA、MPC、PAG和PAGM-1的FT-IR光谱;b)不同氧化石墨烯含量PAGM的FT-IR光谱;c) GO和PAGM-1的拉曼光谱;d) GO和PAGM-1的XRD谱图;e) GO, f) PAM/PAA, g) pag1, h) PAGM-1的SEM。
不同水凝胶的力学性能
a)吸附时间对PAM/PAA、GO、PAGM-1吸附铀的影响;b)准一阶动力学;c)准二阶动力学;d) W-M模型。
a) PAGM-1和GO的等温吸附线;b) Langmuir模型;c) Freundlich模型;d) d – r模型。
论文信息
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202301773
通讯作者：郑州大学杨佩佩李松伟
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