一种NH2-MIL/生物炭复合膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种NH

背景技术

核工业的迅速发展引起了人们对放射性废物的高度关注。铀是最常见的天然放射性元素之一且对生物圈产生了潜在威胁。锝-99(

得益于其比表面积、可调换配体部分、活性金属位点的特点，金属-有机框架材料(MOFs)在放射性废水去除中得到广泛的应用。然而，MOFs通常以分散性纳米粉末的形式存在，使其难以回收。

鉴于现有技术的上述缺陷，急需提供一种新型的能够去除水体中放射性核素的材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种NH

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种NH

1)、制备生物炭：将松木圆柱体片在250℃的温度下稳定1h，然后以2℃/min的升温速率升温至600℃，并在600℃的温度下N

2)、采用真空浸渍法制备Al

3)制备NH

优选地，所述步骤1)中，所述松木圆柱体片的直径为3cm,高度为1cm。

优选地，所述步骤2)中，所述Al(NO

优选地，所述步骤3)中，所述Al

优选地，所述步骤3)中，所述2-氨基对苯二甲酸水溶液的质量浓度为1.0％W/V。

此外，本发明还提供一种NH

而且，本发明还提供一种采用上述NH

优选地，在吸附前，将所述水体的pH值调节到5。

最后，本发明提供一种对上述NH

优选地，所述乙醇和10％的盐酸溶液的比例为5：1：。

与现有技术相比，本发明的NH

1、其成本低，制备工艺简易。

2、其对水体中放射性核素的吸附效率高，实验结果表明其对放射性阳离子UO

3、其适用范围广，对水流通量的要求低。

4、其能够循环利用，具有高重复利用性。

附图说明

图1是本发明的NH

图2示出了NW和NH

图3是NW和NH

图4是NW和NH

图5是NW和NH

图6是NW和NH

图7是NW和NH

图8是NW和NH

图9是NW和NH

图10是NW和NH

图11示出了水流通量对UO

图12示出了水流通量对ReO

图13是NW和NH

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。

木材来源广泛，且木材丰富的极性官能团，为金属前体的负载提供了锚定位置。木材沿生长方向有大量的3D开口和低弯曲度通道，且内部通道中的纤维素作为木材细胞壁的主要成分，含有大量的羟基。木质多孔碳基因其分级多孔结构、柔韧性、优异的机械性能、活性材料负载的表面可模塑性，有助于回收和再生。因此，在本发明中，结合木材的结构特性，通过在内部通道中原位构筑MOFs材料来制备具有高迁移和吸附性能MOFs木薄膜具。

同时，考虑到直接负载MOFs晶体会在溶液中产生团聚现象，在基底表面实现晶体的均匀负载是一个难点。在本发明中，采用Al

图1示出了本发明的NH

一、制备生物炭。

将松木圆柱体片在250℃的温度下稳定1h。

然后，以2℃/min的升温速率升温至600℃，并在600℃的温度下、N

优选地，所述松木圆柱体片的直径为3cm,高度为1cm。

二、采用真空浸渍法制备Al

将所述生物炭整体浸渍在Al(NO

然后，将所述富含Al

烘干后在120℃下煅烧4小时，形成所述Al

在本发明中，采用真空浸渍法可以保证Al

优选地，所述Al(NO

更优选地，烘干是在干燥箱中进行，并且煅烧是在马弗炉中进行。

三、制备NH

将所述Al

优选地，超声时温度为25℃，时间为30min,超声频率为40Kh,超声功率为600W。

超声后取出所述Al

优选地，加热时采用烘箱进行加热。

加热后用乙醇和去离子水交替洗涤。

优选地，用乙醇和去离子水交替洗涤5次

洗涤后冷冻干燥，获得NH

优选地，冷冻干燥的温度是-40℃，时间是24h。

此外，在本发明中，优选地，所述Al

更优选地，所述2-氨基对苯二甲酸水溶液的质量浓度为1.0％W/V。

下面我们通过各种实验等方式来验证上述制备方法制备而成的NH

说明：本发明中的所有批量吸附实验都是在10.0mL聚乙烯管中进行的。在实验前，通过加入微量的HNO

式中，C

水流通量作为影响循环流动装置对水体净化效率的一个重要影响因素，其计算方式参考：W＝V/S，其中V为蠕动泵的溶液流量(L·h

图2示出了NW和NH

图2a和图2d分别是原始松木片(NW)和本发明的NH

进一步利用扫描电镜(SEM)对两者的微观结构和形貌进行表征。图2b和图2c是NW的SEM图。由图2b和图2c可以看出，NW具有互联多孔网络结构。在纵向剖面上可以看到部分对齐的管状通道，侧壁有大量径向分布的射线和直径为几微米的纤维管胞。

图2e和图2f是NH

通过X射线衍射(XRD)对NW和NH

在本发明中，通过FT-IR(傅里叶-红外光谱)进一步分析确定NW和NH2-MIL-W的表面官能团情况。如图4所示，对于NW，吸收峰值约为1577cm

为研究NW和NH

对NW和NH

此外，本发明进一步采用了具有代表性的Langmuir、Freundlich模型对实验数据进行拟合，其结果如表1。

表1 NW和NH

表1结果表明，Freundlich等温线模型更符合描述UO

同时，通过吸附动力学研究了NH

为了表明本发明的NH

如图11和12所示，水流通量为20×10

最后，吸附实验后的NH

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。