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磷酸/氨基双功能化磁性介孔微球的构筑及其对含铀废水的高效净化
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作者 赵敏 徐杨 +5 位作者 肖伟祥 张鹏 徐真 崔振鹏 潘多强 吴王锁 《环境化学》 北大核心 2025年第6期2290-2301,共12页
功能磁性纳米材料凭借其活性位点多、快速磁分离的特性,在含铀水体处理领域展现出显著的应用前景.针对传统纳米吸附材料存在表面积利用率不足这一关键问题,本研究以超顺磁性Fe_(3)O_(4)为磁核,采用水热合成结合软模板技术,在其表面构建... 功能磁性纳米材料凭借其活性位点多、快速磁分离的特性,在含铀水体处理领域展现出显著的应用前景.针对传统纳米吸附材料存在表面积利用率不足这一关键问题,本研究以超顺磁性Fe_(3)O_(4)为磁核,采用水热合成结合软模板技术,在其表面构建了空腔结构和介孔SiO_(2)壳层,引入具有特异性配位能力的双功能基团(P=O和—NH—)进行内外表面功能化修饰,构筑了具有核-空腔-壳三重结构的新型双功能化磁性介孔微球(Fe_(3)O_(4)@v-mSiO_(2)-P/N).这种结构显著提高了Fe_(3)O_(4)@v-mSiO_(2)的比表面积(318 m^(2)·g^(−1)),较传统Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)(10.57 m^(2)·g^(−1))提升了近30倍,同时为功能基团的高密度接枝提供了丰富的空间位点.Fe_(3)O_(4)@v-mSiO_(2)-P/N对U(Ⅵ)的最大吸附容量可达462.6 mg·g^(−1),且吸附过程在5 min内快速达到平衡.表面修饰的P=O和—NH—基团通过协同配位机制显著增强了材料对U(Ⅵ)的选择性识别能力.此外,Fe_(3)O_(4)@v-mSiO_(2)-P/N在较宽pH范围(pH 0.5—7.0)内表现出优异的耐酸性.在多种竞争离子共存条件下,该材料在pH为4.0和0.5时对U(Ⅵ)的吸附容量分别达到160.4 mg·g^(−1)和51.5 mg·g^(−1).经过11次连续循环使用后,其吸附效率仍保持在初始值的85%以上,充分证明了该复合材料具有很好的再生性能和长期稳定性. 展开更多
关键词 磁性纳米材料 双功能化 含铀废水 净化.
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