低温CO2封存与碳化渣废弃物矿物碳酸化及碳化终产物利用的环境影响研究

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Environmental Impacts of Low-Temperature CO 2 Sequestration via Carbide Slag Waste Mineral Carbonation and Utilization of Carbonated End-product

本文系统评估了三种典型螯合基团吸附剂（PE-COOH、PE-AO、PE-AO-H3PO4）在不同溶液体系（铀溶液/模拟海水/天然海水）中铀吸附行为的差异，揭示了海水高浓度盐离子（NaHCO3/NaCl/CaCl2/MgCl2）对吸附性能的显著影响，提出新型模拟海水体系（U-NaHCO3-NaCl-CaCl2-MgCl2）可更准确筛选海水提铀吸附剂。

　　

Highlight

本研究通过系统比较三种典型螯合基团吸附剂（羧基功能化PE-COOH、偕胺肟基功能化PE-AO、磷酸基功能化PE-AO-H₃PO₄）在不同溶液体系中的铀吸附行为，发现高浓度盐离子（如NaHCO₃、NaCl、CaCl₂、MgCl₂）会显著影响吸附性能，尤其对羧基和磷酸基团作用明显。据此提出包含多价阳离子的新型模拟海水体系，可更精准预测吸附剂在真实海水中的表现。

Section snippets

Materials

聚丙烯腈纤维购自宁波中兴腈纶有限公司。乙二胺、盐酸羟胺、植酸等试剂均购自阿拉丁化学品公司。

Preparation of adsorbents

通过简单接枝工艺在聚丙烯腈纤维上合成三种典型螯合基团吸附剂（工艺流程见图1）。首先将0.2g乙二胺、2.0gPAN纤维与80mL溶剂混合进行胺化反应，随后分别通过水解（制备PE-COOH）、偕胺肟化（制备PE-AO）或磷酸化（制备PE-AO-H₃PO₄）引入目标官能团。

Characterization

红外光谱验证显示：PAN-EDA样品在1639cm^-1和1556cm^-1出现-CO-NH-特征峰；PE-COOH和PE-AO样品中C≡N峰完全消失，分别出现-COO-（1720cm^-1）和N-O键特征峰，证明成功接枝目标官能团。

Conclusions

本研究阐明不同溶液体系中盐离子类型与浓度对吸附剂铀提取性能的影响机制，提出通过优化模拟海水离子组成可建立更科学的吸附剂筛选平台，对推动海水提铀技术发展具有重要意义。