石墨烯负载纳米零价铁对U(VI)和Tc(VII)吸附与还原的协同去除机理

批准号:
21477133
项目类别:
面上项目
资助金额:
87.0 万元
负责人:
陈长伦
依托单位:
学科分类:
B0608.放射化学与辐射化学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
王奇、任雪梅、杨树斌、李洁、刘满成、高阳
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中文摘要
铀(U)和锝(Tc)是多价态的放射性元素,U(VI)和Tc(VII)易溶于水,易在水环境中迁移, 极易造成严重的环境危害,采用常规的方法很难将其去除。固体负载纳米零价铁具有优良的表面吸附能力和化学反应活性,在污染治理和修复中备受关注。本项目采用等离子体溅射技术,通过调节溅射工艺参数,在石墨烯表面上负载纳米零铁,可控构筑性能稳定的石墨烯纳米零价铁复合材料,并对该复合材料进行物理、化学特性的表征;以U(VI)和Tc(VII)为目标放射性元素,研究溶液条件对多价态放射性元素在该复合材料上吸附与还原去除效果的影响;采用静态批实验和微观表征相结合,阐述该复合材料对多价态放射性元素吸附与还原的协同去除机理。探索多价态放射性元素治理的新技术。
英文摘要
U and Tc are the multivalent radioactive elements. U(VI) and Tc(VII) can easily transfer in the aqueous environment due to their high solubility, causing easily serious environment hazard. It is difficult to eliminate them with conventional remediation techniques. Because of its excel adsorption capacity and high chemical reactivity, nanoscale zero-valent iron supported on solid is paid attention to pollution control and remediation.In this proposal, the graphene-loaded nanoscale zero-valent iron composites will be prepared by using controlled-plasma-sputtering technique, and and the physical and chemical properties of the composites will be characterized, and optimized by adjusting sputtering process parameters. The composite removal performance by way of the synergism action of adsorption and reduction for the multivalent radioactive elements will be investigated by choosing U(VI) and Tc(VII) as the targets. The composite removal mechanisms by the synergism action of adsorption and reduction for the multivalent radioactive elements will be explained by combining batch experiment and microscopic characterization. The noval technology for the remediation of multivalent radioactive elements will be explored.
项目采用H2/Ar等离子体对氧化石墨烯富集来的Fe(II) /Fe(III)离子进行还原制备出纳米零价铁/石墨烯复合材料(NZVI/rGOs)。对所得材料的形貌结构和化学组成进行了表征,研究此复合材料对U(VI), Re(VII), Pb(II),Cr(VI)等的去除性能, 探究此复合材料对放射性元素的吸附与还原的协同去除效果,研究不同实验条件(如pH值、离子强度、温度、时间等)下,此复合材料对UO22+和ReO4-去除性能的影响;采取宏观批实验与微观表征(如XRD、SEM、TEM、FTIR、XPS和XAFS)相结合,阐述此复合材料对多价态放射性元素吸附与还原的协同去除机理。NZVI/rGOs不仅可以提高纳米零价铁的分散性和稳定性,石墨烯还可能强化电子转移和预浓缩污染物,将石墨烯和纳米零价铁的优势相耦合,提高其对于变价态水溶性很高的放射性元素和金属离子的吸附与还原的协同去除性能。放射性元素和金属离子从NZVI/rGOs解吸以后,可以通过H2/Ar等离子体还原再生NZVI/rGOs。项目研究结果为放射性污染治理提供了新材料和新方法。. 项目的支持下,在Chemical Society Reviews(1篇), Environmental Science & technology(2篇), Environmental Science-Nano(5篇), Journal of Hazardous Material, Chemical Engineering Journal, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, The Journal of Physical Chemistry C, Journal of Colloid and Interface Science,中国科学:化学等国际著名学术刊物上发表论文SCI38篇, 其中一区论文22篇,论文被他引450多次。中国科学:化学(英文版)发表在Science China Chemistry 2016, 59 (1) 150–158被选为优秀论文 , 6篇高被引论文(ESI1%)。授权发明专利1项。在Academic Press出版一本英文专著(ISBN 978-0-08-102727-1)。培养研究生7名,毕业博士生3名。
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
Investigation of the adsorption mechanisms of Pb(II) and 1-naphthol by beta-cyclodextrin modified graphene oxide nanosheets from aqueous solution
β-环糊精改性氧化石墨烯纳米片对水溶液中 Pb(II) 和 1-萘酚的吸附机理研究
DOI:10.1016/j.jcis.2018.06.083
发表时间:2018
期刊:Journal of Colloid and Interface Science
影响因子:9.9
作者:Zheng Huiling;Zhu Kairuo;Gao Yang;Wang Qi;Wakeel M.;Wahid Abdul;Alharbi Njud S.;Chen Changlun
通讯作者:Chen Changlun
DOI:10.1021/acssuschemeng.7b02316
发表时间:2017-10
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering
影响因子:8.4
作者:Donglin Zhao;Lili Chen;Ming-Ming Xu-Ming;S. Feng;Yi Ding;M. Wakeel;N. S. Alharbi;Changlun Chen
通讯作者:Donglin Zhao;Lili Chen;Ming-Ming Xu-Ming;S. Feng;Yi Ding;M. Wakeel;N. S. Alharbi;Changlun Chen
Synthesis of highly porous inorganic adsorbents derived from metal-organic frameworks and their application in efficient elimination of mercury(II)
金属有机骨架高孔无机吸附剂的合成及其在高效脱汞中的应用(II)
DOI:10.1016/j.jcis.2018.01.112
发表时间:2018
期刊:Journal of Colloid and Interface Science
影响因子:9.9
作者:Li Jie;Li Xuede;Alsaedi Ahmed;Hayat Tasawar;Chen Changlun
通讯作者:Chen Changlun
DOI:10.1039/c7cs00543a
发表时间:2018
期刊:Chemical Society Reviews
影响因子:--
作者:Li Jie;Wang Xiangxue;Zhao Guixia;Chen Changlun;Chai Zhifang;Alsaedi Ahmed;Hayat Tasawar;Wang Xiangke
通讯作者:Wang Xiangke
Competitive sorption of Pb(II), Cu(II) and Ni(II) on carbonaceous nanofibers: A spectroscopic and modeling approach
Pb(II)、Cu(II) 和 Ni(II) 在碳质纳米纤维上的竞争吸附:光谱和建模方法
DOI:10.1016/j.jhazmat.2016.04.002
发表时间:2016-08-05
期刊:JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
影响因子:13.6
作者:Ding, Congcong;Cheng, Wencai;Yu, Shu-Hong
通讯作者:Yu, Shu-Hong
铁镍双金属/生物质碳凝胶复合材料的微界面调控及去除U(VI)和Tc(VII)的机理
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:陈长伦
- 依托单位:
腐殖酸对核素Sr(II)和Eu(III)在膨润土上吸附种态和微观结构的影响
- 批准号:41273134
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:陈长伦
- 依托单位:
乏燃料后处理中的纳米复合分离材料的构筑及其吸附性能的研究
- 批准号:91126020
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:陈长伦
- 依托单位:
放射性核素在碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料上吸附性能及其机理的研究
- 批准号:21071147
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:陈长伦
- 依托单位:
国内基金
海外基金
