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NiCo普鲁士蓝类似物中空纳米泡的制备及其Cs+吸附性能研究

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铯离子(Cs+)的高效分离在资源利用和生态安全上都具有重要意义.开发具有高容量和高选择性的Cs+吸附剂是一项具有挑战性的任务.以棱柱状四方乙酸钴镍前驱体为模板,采用自模板法绿色高效地成功合成了用于有效去除Cs+的NiCo-PBA中空纳米泡吸附剂(NiCo-PBA HNB).通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)等对NiCo-PBA HNB进行了表征.实验结果表明:NiCo-PBA HNB具有高比表面积(195.09 m2/g)和介孔(10.21 nm)分布.得益于其独特的纳米结构和孔特性,NiCo-PBA HNB能够在30 min内达到吸附平衡,其最大吸附容量可达317.59 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型.即使在高浓度K+(0.1 mol/L)共存的情况下,分布系数(8.82×103 mL/g)仍保持在较高水平.此外,NiCo-PBA HNB的吸附机理主要为晶体内的K+与溶液中的Cs+的离子交换.
Study on preparation of NiCo Prussian blue analogue hollow nanobubbles and their Cs+adsorption properties
The efficient separation of cesium ions(Cs+)is significant in resource utilization and ecological security.Develop-ing an adsorbent for Cs+with high capacity and selectivity is challenging.In this work,nickel cobalt Prussian blue analog(NiCo-PBA)hollow nanobubble adsorbent(NiCo-PBA HNB)was successfully synthesized using a prism-shaped tetrago-nal cobalt nickel acetate precursor as a template using a self-template method to remove cesium ions(Cs+)from aqueous so-lutions effectively.The NiCo-PBA HNB was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR),X-ray dif-fraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM),and energy dispersive spectroscopy(EDS).NiCo-PBA HNB had a high specific surface area(195.09 m2/g)and a uniform mesoporous structure(10.21 nm).Thanks to its unique nanostruc-ture and pore characteristics,NiCo-PBA HNB could reach adsorption equilibrium within 30 minutes,with a maximum ad-sorption capacity of 317.59 mg/g,and the adsorption process conformed to a quasi-second-order kinetic model.Even in high concentrations of K+(0.1 mol/L),the distribution coefficient(8.82×103 mL/g)remained at a high level.In addition,the ad-sorption mechanism of NiCo-PBA HNB mainly involved ion exchange between K+in the crystal and Cs+in the solution.

self template methodnickel cobalt prussian blue analoguehollow bubble structurecesium adsorbent

王航宇、杜以法、郭霞、那钰萱、万玛措、周永全

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中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,青海西宁 810008

中国科学院大学,北京 100049

临沂大学化学与化工学院,山东临沂 276300

青海师范大学化学化工学院,青海西宁 810008

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自模板法 镍钴普鲁士蓝类似物 中空泡结构 铯吸附剂

中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划子课题青海盐湖所基础研究青年创新交叉团队基金项目

YSBR-039E255HX0101

2024

无机盐工业
中海油天津化工研究设计院 中国化工学会无机酸碱盐专业委员会

无机盐工业

CSTPCD北大核心
影响因子:0.489
ISSN:1006-4990
年,卷(期):2024.56(10)