课题基金 / 基金详情

超交联构筑磷氧基多孔有机聚合物定向分离水体中的铀

批准号:
21908022
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
何妍
依托单位:
学科分类:
化工热力学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:

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项目成果

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中文摘要
铀是核工业领域重要战略资源,从含铀废水中有效分离铀具有十分重要的科学意义。吸附是铀分离的重要方法之一,提高吸附剂的吸附量和吸附选择性是吸附剂开发的核心问题。多孔材料中引入磷氧基团可以提高铀吸附量,目前仍存在虽然活性基团含量高但孔隙率低导致的铀吸附容量低、选择性差等问题。本项目拟以含磷氧基芳香化合物为单体,采用一步傅克烷基化超交联聚合技术,构筑具有高比表面积、高含量活性基团以及合适的孔道结构的磷氧基多孔有机聚合物,突破传统吸附材料用于含铀废水处理时存在的吸附容量低和选择性差等瓶颈。深入研究超交联聚合参数对磷氧基多孔有机聚合物结构及铀吸附性能的影响,探讨磷氧基多孔有机聚合物吸附铀的构效关系,揭示磷氧基多孔有机聚合物吸附铀的作用机理,建立材料结构与性能的定性与定量关系,为解决含铀废水处理难问题提供高性能吸附材料,为材料的进一步优化提供理论指导和基础数据。
英文摘要
Uranium is an important strategic resource in the nuclear industry. It is of great scientific significance to effectively separate uranium from uranium-containing wastewater. Adsorption is one of the important methods for uranium separation. Increasing the adsorption capacity and adsorption selectivity of adsorbents is the core problem in the development of adsorbents. The introduction of phosphine oxide groups in porous materials can increase the amount of uranium adsorption. At present, there are still problems such as low uranium adsorption capacity and poor selectivity due to high content of active groups but low porosity. In this project, a phosphine oxide aromatic polymer with a high specific surface area, a high content of active groups and a suitable pore structure is constructed by using a phosphorus-containing aromatic compound as a monomer and a one-step Friedel-Crafts super-crosslinking polymerization technique. Breaking through the traditional adsorption materials used in the treatment of uranium-containing wastewater, such as low adsorption capacity and poor selectivity. In-depth study of the influence of hyper-crosslinking polymerization parameters on the structure of phosphine oxide porous organic polymer and uranium adsorption performance. Explore the structure-activity relationship of uranium and porous organic polymer adsorbed uranium, and the role of phosphine oxide porous organic polymer in adsorbing uranium mechanism. Establish qualitative and quantitative relationship between material structure and performance. Hence, it can provide high-performance adsorption materials for solving difficult problems in uranium-containing wastewater treatment, and provide theoretical guidance and basic data for further optimization of materials.
铀是核能生产最重要的资源,而铀矿开采和加工过程会产生大量的含铀废水,含铀废水给生态环境和人体健康带来很大的危害,因此,铀污染水体的修复问题亟待研究解决。本项目围绕研究目标,以含磷氧基芳香化合物为单体,采用一步傅克烷基化超交联聚合技术制备出一系列磷氧基多孔有机聚合物,并将其应用于处理含铀废水的研究。本研究特别筛选出4种对铀具有高吸附容量和高选择性的磷氧功能化多孔有机聚合物,详细考察了其定向吸附铀的行为。结果表明材料不仅具有丰富的孔隙率和较高的稳定性,同时具有高质量的表面富含磷氧基团。在最佳实验条件下,三蝶烯基磷氧功能化多孔有机聚合物TPP-BPP材料对铀的最大吸附量高达414.26mg/g,动力学研究表明铀酰离子在吸附剂上的吸附过程服从准二级模型;TPP-BPP多孔材料在模拟含铀废水介质中对铀酰离子不仅具有较好的选择性能,同时还具有较好的重复使用性能。XPS和DFT表明吸附过程主要依靠吸附剂表面的P=O基团与铀发生的络合作用。研究成果将为解决含铀废水处理难问题提供高性能吸附材料,为材料的进一步优化提供一定理论指导和基础数据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: --
发表时间: 2021
期刊: 东华理工大学学报( 自然科学版)
影响因子: --
作者: [何妍, 鲍文利, 那兵, 郭柱雷, 吴云轩, 杨俊鑫, 袁定重, 罗太安]
通讯作者: 罗太安
DOI: 10.1016/j.seppur.2019.116379
发表时间: 2020
期刊: Separation and Purification Technology
影响因子: 8.6
作者: [Dingzhong Yuan, Shiao Zhang, Jiale Tan, Yahong Dai, Yun Wang, Yan He, Yan Liu, Xiaohong Zhao, Mengmeng Zhang, Qinghua Zhang]
通讯作者: Qinghua Zhang
Synergistic removal of U(VI) from aqueous solution by TAC material: Adsorption behavior and mechanism
TAC材料协同去除水溶液中的U(VI):吸附行为和机理
DOI: 10.1016/j.apradiso.2022.110512
发表时间: 2022
期刊: Applied Radiation and Isotopes
影响因子: 1.6
作者: [Yunyun Bao, Yan Liu, Changfu Wang, Yun Wang, Dingzhong Yuan, Ji, a Xu, Zuqing Zhu, Yan He, Jinbiao Liu]
通讯作者: Jinbiao Liu
DOI: 10.1007/s10967-022-08395-x
发表时间: 2022-07
期刊: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry
影响因子: 1.6
作者: [Yan He, Wenli Bao, Bo Li, Xiaolei Fu, Bing Na, Dingzhong Yuan]
通讯作者: Dingzhong Yuan
共 8 条
    基于编织法制备核—壳型磁性多孔材料及其对铀吸附性能研究
    • 批准号:
      22568004
    • 项目类别:
      地区科学基金项目
    • 资助金额:
      32.00万元
    • 批准年份:
      2025
    • 负责人:
      何妍
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金