聚丙烯腈(PAN)具有多孔的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的造粒性、與無機(jī)材料的強(qiáng)黏合力以及在有機(jī)溶劑中良好的溶解性和化學(xué)穩(wěn)定性,是用于多種無機(jī)吸附材料負(fù)載的主要有機(jī)黏合聚合物。研究人員已經(jīng)將PAN與多種無機(jī)吸附材料進(jìn)行結(jié)合,得到的復(fù)合材料用于放射性物質(zhì)的去除。此節(jié)主要介紹PAN與Zeolite的復(fù)合吸附材料。采用天然Clinoptilolite制備得到PAN/沸石復(fù)合吸附劑,最初用于吸附水中的放射性釷。之后采用這種PAN/沸石復(fù)合吸附劑吸附去除水中Sr2+,其在初始Sr2+濃度高于150mg/L時(shí),對Sr2+的去除率最大達(dá)到80%;pH為5時(shí)去除率最高;吸附等溫線數(shù)據(jù)擬合更符合Temkin模型。

PAN/沸石復(fù)合吸附劑對Sr2+的吸附是一個(gè)自發(fā)放熱且混亂程度增大的吸附過程。將納米A型沸石與PAN結(jié)合,制備了PAN-沸石納米復(fù)合材料(PZNC)。形貌和熱重表征(圖5)表明,PZNC具有多孔結(jié)構(gòu)且熱穩(wěn)定性能優(yōu)良;XRD和元素分析說明納米A型沸石在復(fù)合制備過程中結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。

PZNC表現(xiàn)出較高的陽離子交換容量(3.138meq/g)和較快的吸附速度(30min內(nèi)獲得90%的吸附容量,90min達(dá)到了吸附平衡),且易于實(shí)現(xiàn)固液分離。在后續(xù)工作中,他們將PZNC成功地用于固定床柱操作中去除Sr2+和Cs+。隨著流速的減小、床層高度和初始離子濃度的增加,吸附容量增加。通過Thomas模型和BDST模型對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合:Sr2+和Cs+的最大床容量分別為5.61mg/g和11.30mg/g;Sr2+和Cs+的臨界床高分別為2.89cm和4.35cm,說明對Sr2+的柱吸附性能和吸附容量均高于Cs+。