基于电负性Galdieria sulphuraria自组装ZIF-8提升铀（VI）吸附性能的研究

《Separation and Purification Technology》：Self-assembling ZiF-8 on electronegative Galdieria sulphuraria for uranium (VI) adsorption performance study

本文报道了一种在极端微生物Galdieria sulphuraria（GS）表面自组装金属有机框架（MOF）材料ZIF-8的新策略，用于高效吸附水体中的铀（U(VI)）。该生物-无机杂化材料在pH=5时最大吸附容量达908 mg·g?1，吸附过程符合Sips模型和准二级动力学，为放射性废水修复提供了环境友好型吸附剂。

　　

章节亮点

主要试剂和仪器

实验主要试剂：无水甲醇（CH₃OH），锌硝酸盐六水合物（Zn(NO₃)₂·6H₂O），硝酸铀酰六水合物（UO₂(NO₃)₂·6H₂O），砷偶氮III等。

Zeta电位分析

图2（b）展示了使用硫和氯化铵替代硫酸铵培养的GS的Zeta电位。数据显示，培养后Zeta电位稳定在约-14 mV，这种条件非常有利于材料的自组装。

材料表征分析

使用X射线粉末衍射仪（XRD）分析了GS@ZIF-8材料的晶体结构。XRD谱图如图2（c）所示。GS@ZIF-8材料的XRD谱图与ZIF-8的标准谱图基本一致，表明ZIF-8成功地在GS表面结晶形成。

pH值对铀吸附的影响

pH值会影响铀的形态，进而影响材料的吸附效率。为了评估不同pH条件对吸附剂及其吸附容量的影响，我们测试了GS和自组装的MOF藻材料在不同pH值下的吸附容量。所有吸附实验均在298.15 K的恒定温度下进行。图3（b）展示了GS和GS@ZIF-8在pH 3到10范围内的铀吸附容量。结果表明，在pH=5时，GS@ZIF-8材料的吸附容量达到最高。

结论

本研究探索了利用丰富易得的原材料，通过简单的合成程序，在微藻表面构建MOF用于铀吸附。通过SEM、EDS、XRD、XPS和TGA等技术对材料进行了表征和分析，证实了ZIF-8的成功合成与组装。对微藻进行表面修饰是一种创新的组装策略，这为功能微藻与MOF材料的整合开辟了新途径。