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       本文將Fe₃O₄納米顆粒集成到偕胺肟基功能化Ti₃C₂的片層間距內，構建了一種新型磁性MXenes基復合材料(Fe₃O₄@Ti₃C₂-PDA/OA)，并用于去除模擬放射性廢水中的放射性核素。利用先進的光譜技術對表面功能化的MXenes的理化性質進行了研究，同時通過批量實驗考察了pH值、接觸時間和共存污染物對U(VI)/Th(IV)富集的影響。實驗測定Fe₃O₄@Ti₃C₂-PDA/OA對U(VI) (pH=5.0)和Th(IV) (pH=3.0)的最大吸附量分別為165.9 mg/g和202.7 mg/g，遠高于傳統吸附材料。同時，等溫線和動力學模擬結果表明，兩種核素的消除是一個單層的化學吸附過程，而熱力學數據計算表明吸附是一個自發的吸熱過程。光譜分析結果表明，Fe₃O₄@Ti₃C₂-PDA/OA骨架上的羥基和偕胺肟基與U(VI)/Th(IV)絡合達到了消除作用。該研究為MXenes基復合材料在放射性離子修復中的應用提供了良好的前景。
 
 
圖1. Fe₃O₄@Ti₃C₂-PDA/OA的合成過程示意圖。
 
 
圖2 XPS測量光譜的綜合分析。
 
 
圖3. 催化劑的形貌表征和磁性分析。
 
 
圖4. pH值對Fe₃O₄@Ti₃C₂PDA/OA去除放射性核素的影響
 
 
圖5 用等溫線模型模擬了U(VI)和Th(IV)在Fe₃O₄@Ti₃C₂-PDA/OA上的吸附等溫線。
 
 
圖6. 利用動力學方程模擬了U(VI)和Th(IV)在Fe₃O₄@Ti₃C₂-PDA/OA上的吸附動力學。
 
 
圖7 催化劑的SEM圖像和對應的能譜分析。
 
 
圖8. 催化劑的XPS分析。
 
 
圖9. U(VI)/Th(IV)與Fe₃O₄@Ti₃C₂-PDA/OA可能的催化機制。
 
         相關科研成果由紹興學院生命科學學院Baowei Hu等人于2022年發表在Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154227)上。原文：Magnetic amidoxime-functionalized MXenes for efficient adsorption and immobilization of U(VI) and Th(IV) from aqueous solution。

轉自《石墨烯研究》公眾號