氧化石墨烯-纤维素复合物的制备及其对钚的吸附性能

采用NaOH/尿素混合水溶液作为溶剂完全溶解纤维素(FB),再与Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)进行复合来制备复合型吸附剂GO-FB,利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和拉曼谱图(Raman)对其结构和形貌进行表征。GO-FB的SEM形貌表征可见其表面布满颗粒物的条状物或者团聚体,表明有大量GO附着在FB表面。以钚溶液作为研究对象,考察了溶液pH、吸附剂投加量、吸附时间、钚初始活度以及温度等参数对吸附效果的影响,旨为核工业放射性废水的处理工艺提供理论基础和新的技术途径。结果表明,对于30 Bq·L~(-1)的含钚溶液,GO和GO-FB的最佳吸附条件分别为:pH均为8;投加量0.05,0.10 g·L~(-1);吸附时间均为1 min,最大去钚率分别为98.65%和98.67%。由此可见,GO-FB可以作为优良的吸附剂对放射性含钚废水进行有效净化处理。根据热力学参数吉布斯自由能(ΔG~0)、焓变(ΔH~0)和熵变(ΔS~0)在不同温度下的计算结果可知,GO-FB对溶液中钚的吸附过程为自发的放热反应,低温有利于反应的进行;同时,吸附过程以物理吸附为主。