随着世界范围内核电的快速发展,对铀的需求不断增加。因此,在整个核燃料循环以及乏燃料后处理过程中会产生大量含铀废水。铀 (U) 具有高度化学毒性,对生命系统具有强致癌性。因此,开发能够高效、选择性地捕获 U(VI) 离子的材料非常重要。
在Chem 上发表的一项研究中。英。J.,冯美菱教授黄晓莺的在研究对中国中科院物构所的福建研究所的研究小组教授报告与NH插层状锰硫代4+,即(NH4)0.48锰0.76PS3·H2O (N-MPS),可以快速、选择性地从复杂溶液中分离U(VI)。这是硫代亚磷酸锰 (MnPS3)嵌入化合物有效富集 U(VI)的首次报道。
研究人员通过将一定量的 MnPS3浸入2 mol/L NH4Cl 水溶液中并在室温下搅拌 24 小时来制备 N-MPS。制备的 N-MPS 显示出良好的 pH 耐久性(2.8-12.2)和 β/γ 射线辐照耐受性(100-200 KGy)。
此外,他们发现 N-MPS 具有出色的容量(远高于一些报道的优质硫化物吸附剂)、快速的动力学和对 U(VI) 的极好选择性。
特别是在污染的自来水和湖水中得到的分配系数值高达2.23×104mL/g。
重要的是,吸附的 U(VI) 可以通过温和且环保的方法洗脱,用于回收铀和再生吸附剂至少五个循环。
利用各种表征(拉曼、XPS、Zeta 电位和 EXAFS)和批量吸附实验,研究人员揭示了 N-MPS 对 U(VI) 的吸附机制是离子交换和表面吸附的协同作用。
该研究不仅表明插层金属硫化物在高效分离废水中U(VI)方面具有良好的应用潜力,而且为开发新型高效插层吸附剂铺平了道路。