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为处理含铀放射性废水，研究人员开展胺功能化聚醚醚酮（NPEEK）合成研究。通过溶剂热法经席夫碱反应制得 NPEEK，其对 U (VI) 吸附容量达 220.28 mg/g，循环 5 次性能良好，为废水处理提供新吸附材料。
在能源危机与环境污染双重压力下，核能作为清洁高效的替代能源备受关注，然而核工业发展伴随产生大量低浓度含铀放射性废液。铀作为关键核燃料，其泄漏不仅会污染食物链，还会对人体呼吸系统和肾脏等造成严重危害，因此高效处理含铀废水、实现铀资源回收利用成为亟待解决的环境难题。目前，吸附法因成本低、易操作等优势成为处理含铀废水的热门选择，有机高分子吸附材料凭借稳定性高、吸附能力强等特点崭露头角。但多数吸附材料在极端 pH、高温等条件下易降解或官能团失活，难以满足核废水处理的严苛要求。聚醚醚酮（PEEK）虽具备优异的化学稳定性、抗辐射性和机械强度，但其对铀的结合能力较弱，需通过引入功能性基团提升吸附性能。
在此背景下，国内研究人员开展了胺功能化聚醚醚酮（NPEEK）的合成及其吸附铀性能的研究，相关成果发表在《Desalination》。该研究旨在开发一种兼具高吸附能力与稳定性的新型吸附材料，以应对现有含铀废水处理中的挑战。
研究人员主要采用的关键技术方法包括：通过溶剂热法进行席夫碱反应，将乙二胺（EDA）接枝到 PEEK 表面，实现 PEEK 的胺功能化改性；利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、热重分析、X 射线光电子能谱（XPS）等多种表征手段确认材料的结构与形貌；通过吸附实验研究接触时间、温度、初始铀浓度和 pH 对 NPEEK 吸附 U (VI) 性能的影响；运用伪二级动力学模型、Langmuir 模型、颗粒内扩散模型和液膜扩散模型进行吸附动力学和热力学分析；借助密度泛函理论（DFT）计算和分子动力学（MD）模拟从结构层面阐明吸附机制。
表面形貌和结构分析
扫描电子显微镜（SEM）图像显示，PEEK 和 NPEEK 的微观结构相似，均呈现不规则颗粒状图案，偶尔可见薄绒状条带，这是 PEEK 工业制造过程中研磨不均所致。结果表明，氨基的引入未显著改变 PEEK 的固有微观结构。
吸附性能研究
在 pH=5 条件下，125℃、12h 制备的 NPEEK 在 90min 内对 U (VI) 的吸附容量达到峰值 220.28mg/g，且经过 5 次吸附 - 解吸循环实验后，仍表现出良好的循环稳定性，说明其具有较强的重复使用能力。
吸附机制探究
吸附过程符合伪二级动力学模型、Langmuir 模型、颗粒内扩散模型和液膜扩散模型，表明吸附主要受化学吸附和单层吸附控制，属于自发吸热过程。密度泛函理论（DFT）计算和分子动力学（MD）模拟显示，铀的吸附通过配位作用、静电相互作用和颗粒内扩散实现。乙二胺的双氨基结构提供了更多活性位点，与 PEEK 分子链中的酮基在溶剂热条件下形成席夫碱结构，增强了对 U (VI) 的选择性和吸附能力。
结论与讨论
该研究成功通过溶剂热法经席夫碱反应将乙二胺接枝到 PEEK 表面，合成了胺功能化聚醚醚酮（NPEEK）。NPEEK 对 U (VI) 具有高效的吸附性能和良好的循环稳定性，为处理含铀放射性废水提供了一种有前景的吸附材料。与传统 PEEK 改性技术相比，该方法在材料稳定性和合成工艺上具有创新性，拓宽了 PEEK 基复合材料在放射性废水处理中的应用。研究结果不仅为含铀废水的治理提供了新的技术方案，也为开发高性能吸附材料提供了理论和实验依据，对保障环境安全和促进铀资源的可持续利用具有重要意义。
