碳纳米管具有中空的层状结构、高的比表面积、良好的化学稳定性和热稳定性等优点,在吸附方面有重要的应用价值。本项目采用浓酸对碳纳米管进行氧功能化处理, 然后采用液相沉积法在处理后的碳纳米管上组装磁性铁氧化物,制备碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料,并对该磁性复合材料进行物理、化学特性的表征;利用该磁性复合材料高的比表面积,表面具有功能基团,具有磁性等特点,吸附放射性核素90Sr,99Tc,129I和铀酰;采取宏观静态吸附法和微观表征相结合,研究该磁性复合材料的吸附性能,阐明材料的吸附性能与材料的组成的关系,揭示吸附微观结构与吸附机理的规律,探索放射性废液处理安全有效的新材料和新技术。
Carbon nanotubes;Magnetic composite;Sorption;Radionuclides;
本项目制备出碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料,作为新型吸附剂材料,利用该磁性复合材料的高比表面积、表面具有功能基团、具有磁性等特点,吸附放射性元素(如Sr(II),Co(II), Ni(II), Eu(III),U(VI)等),得出影响碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料吸附放射性元素的因素,给出吸附放射性元素在碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料吸附形态、微观结构信息和吸附机理之间的关系, 建立碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料对核素吸附模型,推测了吸附机理。另外,合成了磁性印迹的复合材料, 并研究了其对放射性元素的吸附性能,利用等离子体诱导接枝技术合成了碳纳米管/聚丙烯酰胺复合材料,并研究其对放射性元素的吸附性能。项目探索了放射性废液处理安全有效的新材料和新技术,也为处理放射性废液提供一种新思路。 项目的支持下,在国际重要学术期刊Environ. Sci. Technol., ACS Appl. Mater. Interface, J. Phys. Chem. C, Appl. Cataly. B,J. Hazard. Mater., J. Colloid Interface Sci.等国际著名学术刊物上发表论文16篇, 其中一区论文5篇,论文被他引250多次。发表在Environ. Sci. Technol. (2011, 45, 3621–3627)的论文获得安徽省第七届自然科学优秀学术论文一等奖。申请发明专利1项。培养博士生2名,其中1人获中科院院长特别奖,1人获中科院院长优秀奖。培养硕士生2名。“重金属离子和放射性核素在环境中化学行为和污染治理研究”获得2013安徽省科学技术奖一等奖(自然科学类)。