释放牛油果籽活性炭的潜力：快速高效吸附四价铊离子，助力可持续核废料管理

《Journal of Environmental Science and Health, Part A》：Unlocking the potential of avocado seed activated carbon: rapid and efficient adsorption of Th(IV) ions for sustainable nuclear waste management

鳄梨种子活性炭（AVSAC）高效吸附钍（IV）离子，FTIR和SEM证实表面羟基及孔隙结构参与吸附，固定床柱实验（pH3.0）实现97.3%去除率，动力学符合伪二阶模型，热力学分析表明过程自发且吸热，硝酸再生回收率达70.5%，为核废水处理提供新方案。

　　

摘要

本研究评估了从牛油果种子中提取的活性炭（AVSAC）吸附和脱附四价钍（Th(IV)）离子的能力，重点关注其在核废料管理和环境净化中的应用。通过多种表征方法（FTIR、XRD、SEM、TGA/DSC、BET）证实了四价钍吸附过程中材料结构的变化：FTIR结果显示羟基和芳香基团参与了吸附过程；SEM和BET分析表明材料的孔隙率和表面积显著降低，这与有效的吸附作用相符。在pH 3.0的条件下，使用固定床反应器（AVSAC用量0.50克，流速0.25毫升/分钟，停留时间4分钟/毫升），处理50毫升浓度为750毫克/升的四价钍溶液后，去除率达到97.3%（捕获了36.5毫克四价钍，吸附容量为73毫克/克）。吸附过程非常迅速，五分钟内即可吸附94%的四价钍。动力学数据符合伪二级吸附模型，平衡数据与Freundlich等温线吻合，表明这种吸附行为属于非均相表面上的物理吸附（遵循热力学D-R模型），同时存在局部的钍-氧配位作用。热力学分析表明该吸附过程是自发的且吸热过程。再生实验表明，1.00摩尔/升的硝酸能够回收70.5%的吸附钍。总体而言，AVSAC作为一种高效且可再生的吸附剂，在从水溶液中去除四价钍方面展现出巨大潜力，为受污染水体的处理提供了重要参考。