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作者:李昊;崔琦;王凤菊;李子明;宋艳;吴浩天;李壑;杨吴馨晨;陈树森;
单位:核工业北京化工冶金研究院;铀资源探采与核遥感全国重点实验室;
摘要:针对聚偕胺肟基吸附材料表面改性过程中纤维收缩脆化现象,以及由此引发的材料力学性能衰退问题,研究提出了“核-壳异质结构应力传递”策略,通过同轴静电纺丝技术制备了以聚苯乙烯(PS)为柔性核层、聚偕胺肟(PAO)为刚性壳层的纳米纤维吸附材料(PS@PAO)。微观结构分析结果表明,PS@PAO具有均匀的核壳异质结构(核层直径约为200 nm,壳层厚度约为50 nm),比表面积达6.22 m~2/g,较纯PAO纤维提升38%;力学性能测试结果表明,PS@PAO的拉伸强度(0.66 MPa)与杨氏模量(34.84 MPa)较纯PAO纤维分别提升13.8%和30.1%;动态接触角试验发现1 s内水接触角由30°降至21°,PS@PAO具有良好的亲水性;用PS@PAO对pH=8.0、铀质量浓度16 mg/L的加标海水吸附48 h,铀吸附容量为34.14 mg/g;吸附动力学分析表明,吸附过程遵循准二级动力学模型,铀酰离子(UO■)与偕胺肟基的化学螯合主导吸附过程。该研究通过对材料结构、海水提铀性能及吸附机制的协同解析,为高稳定性海水提铀材料的开发提供了理论依据与规模化制备工艺指导。
关键词:海水提铀;;同轴静电纺丝技术;;核壳结构;;聚偕胺肟;;聚苯乙烯;;纳米材料;;吸附