磷功能化紫菜生物吸附剂：一种绿色高效的水体铀提取策略及其海水铀富集应用

本研究创新性地结合球磨处理与磷酸化改性，成功制备了磷功能化紫菜（P-Porphyra）吸附剂，用于水体中铀的高效提取。研究表明，该材料在pH 4.0条件下对铀（VI）的吸附符合伪二级动力学模型和Langmuir等温线，最大吸附容量达262.76 mg·g?1，且抗离子干扰能力强。机理分析表明磷酸基团与铀酰离子（UO22+）的络合作用主导吸附过程。在真实海水中吸附容量达0.90 mg·g?1，为海洋生物质资源高值化利用与核废水处理提供了绿色经济的新策略。

　　

Highlight

通过无溶剂机械化学法成功制备磷酸化紫菜（P-Porphyra）

P-Porphyra在pH 4.0时对铀（VI）展现最佳吸附性能

最大吸附容量达262.76 mg·g^?1，抗离子干扰能力强

吸附机理主要为磷酸基团与铀酰离子（UO₂²⁺）的络合作用

在真实海水中实现0.90 mg·g^?1的铀吸附容量

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Reagents and chemicals

实验所用去离子水为纯水来源。紫菜采购自大连海洋大学附近超市。五氧化二磷（P₂O₅，≥98%）、氯膦偶氮Ⅲ、尿素（H₂NCO(NH₂)₂，99%）、六水合硝酸铀酰（UO₂(NO₃)₂·6H₂O，99%）购自上海麦克林生化科技有限公司；氢氧化钠（NaOH ≥96%）购自天津化学试剂厂。

SEM

扫描电子显微镜（SEM）分析显示，原始紫菜与P-Porphyra均保持不规则片层结构，但磷酸化后材料表面出现明显褶皱和粗糙化纹理（图1a-b）。这种结构变化有效增加了比表面积，为铀吸附提供了更多活性位点。

Conclusion

本研究通过球磨法成功制备了磷酸化紫菜吸附剂，其在含铀溶液中展现出卓越的铀提取性能。P-Porphyra具有丰富的多孔结构和表面褶皱，为铀（VI）离子提供了大量吸附位点。批量吸附实验表明该材料对铀的吸附率可达84.05%，且在模拟海水中表现出优异的选择性吸附能力。