放射性核素在碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料上吸附性能及其机理的研究

碳纳米管具有中空的层状结构、高的比表面积、良好的化学稳定性和热稳定性等优点，在吸附方面有重要的应用价值。本项目采用浓酸对碳纳米管进行氧功能化处理, 然后采用液相沉积法在处理后的碳纳米管上组装磁性铁氧化物，制备碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料，并对该磁性复合材料进行物理、化学特性的表征；利用该磁性复合材料高的比表面积，表面具有功能基团，具有磁性等特点，吸附放射性核素90Sr,99Tc,129I和铀酰；采取宏观静态吸附法和微观表征相结合,研究该磁性复合材料的吸附性能，阐明材料的吸附性能与材料的组成的关系，揭示吸附微观结构与吸附机理的规律，探索放射性废液处理安全有效的新材料和新技术。

本项目制备出碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料，作为新型吸附剂材料，利用该磁性复合材料的高比表面积、表面具有功能基团、具有磁性等特点，吸附放射性元素（如Sr(II)，Co(II)， Ni(II)， Eu(III)，U(VI)等），得出影响碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料吸附放射性元素的因素，给出吸附放射性元素在碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料吸附形态、微观结构信息和吸附机理之间的关系, 建立碳纳米管/铁氧化物磁性复合材料对核素吸附模型，推测了吸附机理。另外，合成了磁性印迹的复合材料, 并研究了其对放射性元素的吸附性能，利用等离子体诱导接枝技术合成了碳纳米管/聚丙烯酰胺复合材料，并研究其对放射性元素的吸附性能。项目探索了放射性废液处理安全有效的新材料和新技术，也为处理放射性废液提供一种新思路。. 项目的支持下，在国际重要学术期刊Environ. Sci. Technol., ACS Appl. Mater. Interface, J. Phys. Chem. C, Appl. Cataly. B，J. Hazard. Mater., J. Colloid Interface Sci.等国际著名学术刊物上发表论文16篇, 其中一区论文5篇，论文被他引250多次。发表在Environ. Sci. Technol. （2011, 45, 3621–3627）的论文获得安徽省第七届自然科学优秀学术论文一等奖。申请发明专利1项。培养博士生2名，其中1人获中科院院长特别奖，1人获中科院院长优秀奖。培养硕士生2名。“重金属离子和放射性核素在环境中化学行为和污染治理研究”获得2013安徽省科学技术奖一等奖（自然科学类）。