ZIF材料对碘的吸附特性研究

核废水中的放射性碘对人类健康和环境有严重的危害,但是由于碘在水中以多种形式存在,很难准确测定其在水中的含量。开发能够准确测定水中碘单质含量的方法,制备有效去除碘单质的材料对保护环境和人类健康尤其重要。为此,本研究首先提出了用环己烷萃取法测定碘单质浓度的方法,并且制备了两种沸石咪唑骨架材料ZIF-8和ZIF-67,研究了ZIF-8和ZIF-67对水环境中碘的吸附行为。利用分析仪器对ZIF-8和ZIF-67材料进行了表征。结果表明:两种材料都具有良好的化学结构和较大的比表面积。吸附动力学实验结果表明, 60 min内,两种材料对碘的吸附可以达到平衡,吸附行为更好地符合拟二级动力学模型。吸附热力学结果表明,两种材料在水中对碘的吸附过程均为线性吸附。ZIF-8和ZIF-67材料对碘单质的吸附量可高达2000 mg·g–1。     

ZIF-8-SiO2的制备及其对U(VI)的吸附

以沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8及硅酸四乙酯(TEOS)为原料制备ZIF-8-SiO₂复合材料,并采用XRD、SEM、EDS等方法对ZIF-8-SiO₂的结构及吸附U(VI)前后的形貌进行表征,结果表明ZIF-8-SiO₂成功制备且对U(VI)具有良好的吸附作用。以静态吸附实验,分别考察了pH值、时间、温度、溶液初始铀浓度、盐浓度及超高压环境等对ZIF-8-SiO₂吸附性能的影响。由实验结果可得,在初始浓度为80 mg·L?1时,25℃下ZIF-8-SiO₂对U(VI)的最大实际吸附量为498 mg·g?1,根据Langmuir模型拟合结果分析得出,ZIF-8-SiO₂对U(VI)的理论吸附量最高可达678.5 mg·g?1,且在200~500 MPa范围内,压强越高越有利于吸附。通过FTIR、XPS等方法对ZIF-8-SiO₂吸附铀酰离子前后的结构进行分析,探究该吸附过程中可能存在的吸附机制。