DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.129548

本研究在静电纺丝制备的纳米聚丙烯腈（PAN）纤维织物表面构建了一个溶胀层，用于从海水中吸附铀（U（VI））。所构建的溶胀层由聚乙烯亚胺（PEI）组成，其中包含大量具有强亲水性的氨基和亚氨基。分子链在水溶液中通过在PAN表面形成溶胀层而溶胀。另外，将对氨基苯磺酸（SA）用作接枝在PAN表面的侧链端基，作为侧链的苯环会阻碍PEI链的旋转，从而提高其刚性。刚性的增强导致PEI分子链构象拉伸，增加了与U（VI）碰撞的可能性，这对吸附非常有利。所制备的吸附剂在吸附实验中的吸附容量达到215.25mg/g，在8ppm加标模拟海水中的吸附容量达到144.5mg/g。通过XPS分析了U（VI）的吸附机理，SA中的磺酸基作为端基，溶胀层中的氨基与U（VI）形成配位结构。

图1.纳米PAN布和PAN-PEI-SA的制备过程示意图。

图2.a）PAN，b）PAN-PEI，c）PAN-PEI-SA，d）PAN-PEI-SA-U的SEM；e）PAN、PAN-PEI和PAN-PEI-SA的FT-IR图；f）PAN-PEI-SA-U、PAN-PEI-SA、PAM-PEI-U和PAN-PEI的XPS图谱。

图3.a）pH，b）接触时间对PAN-PEI和PAN-PEI-SA吸附性能的影响，c）U（VI）初始浓度对PAN-PEI-SA吸附性能的影响，d）PAN-PEI和PAN-PEI-SA的Zeta电位。实验条件：a）m/v=0.4g/L，t=12h，T=25℃，C0=100mg/L；b）m/v=0.4g/L，pH=5.0，T=25℃，C0=100mg/L；c）pH=5.0，m/v=0.4g/L，t=12h，C0=100mg/L。

图4.a）不同解吸剂在PAN-PEI-SA上的解吸速率；b）PAN-PEI-SA的回收性能。实验条件：pH=5.0；m/v=0.4g/L；t=12h；T=25和C0=100mg/L。

图5.a）PAN-PEI-SA离子竞争测试；b）在比海水中的浓度离子低100倍的浓度下进行吸附性能测试。实验条件：a）pH=5，m/v＝0.4g/L，t=12h；T=25，C0=100mg/L；b）m/v＝0.4g/L；t=12h；T=25℃。

图6.a）PAN-PEI和PAN-PEI-SA在添加8ppm U（VI）的模拟海水中的吸附性能；b）纳米PAN布、PAN-PEI和PAN-PEI-SA在真实海洋环境中的吸附性能。

图7.a）PAN-PEI-SA N1s；b）PAN-PEI-SA O1s；c）PAN-PEI-SA S2p；d）PAN-PEI-SA-U N1s；e）PAN-PEI-SA-U O1s；f）PAN-PEI-SA-U S2p的XPS精细光谱。

图8.PAN-PEI-SA的U（VI）吸附机理示意图。