乏燃料后处理中的纳米复合分离材料的构筑及其吸附性能的研究

等离子体诱导接枝技术可以直接将目标官能团修饰到吸附剂表面上而不会破坏吸附剂结构，并且在等离子体修饰过程中待修饰目标官能团不需要通常化学方法所需的保护措施，具有高效、方便、环境友好、清洁无污染等优点。本项目采用液相沉积法在碳纳米管上组装磁性铁氧化物，然后用等离子体诱导接枝技术在碳纳米管/铁氧化物表面可控接枝上不同的聚合物(如纤维素、环糊精、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺等)，构筑碳纳米管基磁性复合材料，并对该复合材料进行物理、化学特性的表征；利用该材料高的比表面积，具有功能基团、磁性、选择性吸附等特点，吸附分离放射性核素（如137Cs、90Sr、铀酰等）；采取静态吸附法和微观表征相结合,研究该复合材料的吸附性能及其吸附机理，发展乏燃料后处理中纳米吸附分离材料和新技术。

本项目主要工作是研究放射性元素在碳纳米材料上的吸附性能，制备了磁性复合材料及对放射性元素富集性能的研究，用等离子体诱导接枝技术在纳米粒子表面可控接枝上不同的聚合物(如纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺等)，构筑碳纳米管基磁性复合材料，作为新型吸附剂材料；利用该材料高的比表面积，具有功能基团、磁性、选择性吸附等特点，吸附放射性元素（如Cs(I), Sr(II)， Eu(III)，U(VI), Th(IV)等），得出影响磁性纳米复合材料吸附放射性元素的因素，给出吸附放射性元素在磁性纳米复合材料吸附形态、微观结构信息和吸附机理之间的关系, 建立磁性复合材料对元素吸附模型，推测了吸附机理。其外，用等离子体还原方法制备纳米零价铁/石墨烯复合材料，铀酰在此复合材料上的吸附和还原被研究。探索了放射性废液处理的新技术和新材料。.项目的支持下，在Chemical Society Reviews, Environmental Science & technology, ACS Applied Materials & Interfaces, Geochimica et Cosmochimica Acta, The Journal of Physical Chemistry C, Journal of Hazardous Materials, Chemistry-An Asian Journal等国际著名学术刊物上发表论文26多篇, 其中一区论文5篇，论文被他引430多次。发表在Environmental Science & technology [2011, 45 (24), 10454–10462], 他引136次, 被选为 top 0.1%的文章。授权发明专利1项。培养博士生3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3名，2人获得国家奖学金。“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）。