壳聚糖与壳寡糖对放射性核素铀吸附性能

发布时间：2023-09-22 11:17:41

依据配位吸附原理,由于壳聚糖和壳寡糖均能很好地与重金属离子形成稳定配合物 ,与活性炭一样可以应用于污水的处理与净化。

利用易与大离子半径的放射性核素离子形成高稳定性配合物的特性 ,壳糖还可以用于含放射性核素污水的除污。用壳糖及衍生物处理含放射性核素的废水,不仅可消除核污染,同时还能回收放射性核素。

壳聚糖处理含放射性核素钚的废水,去除率为95% ,吸附钚的壳聚糖经灰化可回收钚。磷酸化的壳糖可从铀矿废水中回收铀,其吸附量比一般吸附剂吸附要高得多,用稀NaHCO3溶液解吸, 便可回收铀。

壳聚糖对重金属离子具有非常强的配位能力,对离子半径较大的放射性核素也具有非常优异的吸附性能。这种优异的吸附性能源于壳聚糖分子链上的-NH2和-OH上的孤对中心,易与溶液中重金属离子的空轨道通过配位键形成稳定的螯合物。

在pH < 2时 ,溶液中壳聚糖通常会发生显著的溶解,考虑到对分离有利的原因,壳聚糖对重金属离子的吸附通常选择溶液pH值为5左右比较适宜。

取含0、0.5、0.75、1.0、2.0 mg铀,体积为25 mL的铀溶液,向其中分别加入0.5 g的壳聚糖,搅拌,至吸附平衡,再分别取上层清液2 mL加入比色管中,加入8 mol/L HCl,抗坏血酸 (约0.2 g) ,无砷锌粒(约 0.3 g) ,待反应完毕后,加1 mL的偶氮胂Ⅲ显色剂,用HCl稀释至刻度,于667 nm处测定吸光度值,计算溶液中剩余铀的量,从而得到壳聚糖对铀吸附率和铀吸附量的关系。

图5给出了壳聚糖对铀的吸附性能,与文献报道一致,铀在壳糖上的饱和吸附量约为2175 mg/g。壳聚糖在铀含量很低时几乎是全部吸收,此时铀的吸附率达到96%以上 (见表 1) ,说明壳聚糖的确是一种优异的放射性核素吸附去污材料。

考虑到实际情况,有时环境中会有大量重金属离子存在,可能会干扰放射性核素的吸附性能。表1给出了在较大量Cu2 +存在情况下,壳聚糖对铀的吸附性能。

表中可见,在铀含量很低的情况下,铀的吸附率仍能够达到93% ;而在铀含量较高的情况下,壳聚糖对铀的吸附率还在80%以上,说明Cu2 +作为重金属离子虽然量较大,但壳聚糖对铀吸附的影响相对较小,虽然此时大量的Cu2 +(约95% )已被壳聚糖吸附(见表1) ,表明铀与Cu2 +可能不是同一吸附位点。

上述结果表明,壳聚糖对重金属离子具有非常优异的吸附性能 ,可以成为消除水中重金属离子,特别是放射性核素的良好去污材料。

    备注：本文摘自文献《壳聚糖与壳寡糖结构及其对放射性核素铀吸附性能》，作者：蒋鑫萍 程 舸 王 韶等。仅做分享，如有侵权告知立删。

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