高等学校化学学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (10): 20220456.doi: 10.7503/cjcu20220456
• 综合评述 • 上一篇
收稿日期:
2022-07-01
出版日期:
2022-10-10
发布日期:
2022-08-09
通讯作者:
孔祥贵
E-mail:kongxg@buct.edu.cn
基金资助:
ZHENG Meiqi, MAO Fangqi, KONG Xianggui(), DUAN Xue
Received:
2022-07-01
Online:
2022-10-10
Published:
2022-08-09
Contact:
KONG Xianggui
E-mail:kongxg@buct.edu.cn
Supported by:
摘要:
核能已成为我国能源结构的重要组成部分, 但含放射性物质的废水所带来的危害不容忽视. 如何高效解决核废水污染问题迫在眉睫. 类水滑石材料是一类阴离子型粘土化合物, 因其层板组成及层间阴离子种类的可调控性、 较大的比表面积及粒径和形貌的可调控性等特点已在含放射性核素废水的处理中崭露头角. 本文主要阐述了类水滑石材料对废水中放射性核素的吸附行为及其作用机制, 探讨了存在的问题及可能的解决方法, 并对其发展前景进行了展望.
中图分类号:
TrendMD:
郑美琪, 毛方琪, 孔祥贵, 段雪. 类水滑石材料在核废水处理领域的应用. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220456.
ZHENG Meiqi, MAO Fangqi, KONG Xianggui, DUAN Xue. Layered Double Hydroxides as Sorbent for Remediation of Radioactive Wastewater. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(10): 20220456.
Radionuclide | LDHs | Eluent | Number | Efficiency | Ref. |
---|---|---|---|---|---|
U(Ⅵ) | BAO?LDH | NaNO3+HNO3 | 1 | 4% | [ |
MS?LDH | EDTA | 7 | 96%—98% | [ | |
MgAl?NO3?LDH | NaHCO3 | 5 | 98.2% | [ | |
TPP?LDH?1 | NaHCO3 | 5 | 97.6% | [ | |
TPP?LDH?2 | NaHCO3 | 5 | 96.5% | [ | |
MgAlFe?LDH | Na2CO3 | 5 | 93.8% | [ | |
NiAlFe?LDH | Na2CO3 | 5 | 92.6% | [ | |
PDA@MgAl?LDHs | NaOH | 5 | 91.1% | [ | |
FeAl?LDH | Water | 3 | 12.5% | [ | |
PBC@MgAl?LDH | HCl | 5 | 77.9% | [ | |
MgAl?LDH | HNO3+Na2CO3+EDTA | 6 | 83.5% | [ | |
MgAl?LDH/GO | HNO3+Na2CO3+EDTA | 6 | 73.4% | [ | |
CS+ | NiSiO@NiAlFe LDH | Na2CO3 | 5 | >82.7% | [ |
Eu(Ⅲ) | PDA@MgAl?LDHs | NaOH | 5 | 80% | [ |
Sr2+ | C?dot@MgAl?NO3?LDH | NaNO3 | 1 | >87% | [ |
NaNO3+HNO3 | 1 | >87% | [ | ||
MgAl?LDH/GO | NaNO3+HNO3 | 4 | ca. 93.8% | [ | |
SeO | C?dot@MgAl?NO3?LDH | NaNO3 | 1 | 55.7% | [ |
NaNO3+HNO3 | 1 | 85.9% | [ | ||
MgAl?LDH/GO | NaNO3+HNO3 | 4 | ca. 94.4% | [ |
Table 1 Regeneration of different materials
Radionuclide | LDHs | Eluent | Number | Efficiency | Ref. |
---|---|---|---|---|---|
U(Ⅵ) | BAO?LDH | NaNO3+HNO3 | 1 | 4% | [ |
MS?LDH | EDTA | 7 | 96%—98% | [ | |
MgAl?NO3?LDH | NaHCO3 | 5 | 98.2% | [ | |
TPP?LDH?1 | NaHCO3 | 5 | 97.6% | [ | |
TPP?LDH?2 | NaHCO3 | 5 | 96.5% | [ | |
MgAlFe?LDH | Na2CO3 | 5 | 93.8% | [ | |
NiAlFe?LDH | Na2CO3 | 5 | 92.6% | [ | |
PDA@MgAl?LDHs | NaOH | 5 | 91.1% | [ | |
FeAl?LDH | Water | 3 | 12.5% | [ | |
PBC@MgAl?LDH | HCl | 5 | 77.9% | [ | |
MgAl?LDH | HNO3+Na2CO3+EDTA | 6 | 83.5% | [ | |
MgAl?LDH/GO | HNO3+Na2CO3+EDTA | 6 | 73.4% | [ | |
CS+ | NiSiO@NiAlFe LDH | Na2CO3 | 5 | >82.7% | [ |
Eu(Ⅲ) | PDA@MgAl?LDHs | NaOH | 5 | 80% | [ |
Sr2+ | C?dot@MgAl?NO3?LDH | NaNO3 | 1 | >87% | [ |
NaNO3+HNO3 | 1 | >87% | [ | ||
MgAl?LDH/GO | NaNO3+HNO3 | 4 | ca. 93.8% | [ | |
SeO | C?dot@MgAl?NO3?LDH | NaNO3 | 1 | 55.7% | [ |
NaNO3+HNO3 | 1 | 85.9% | [ | ||
MgAl?LDH/GO | NaNO3+HNO3 | 4 | ca. 94.4% | [ |
1 | Wang X. M., Shan T. F., Pang S. J., J. Appl. Phycol., 2021, 33, 2587—2596 |
2 | Hu Q. H., Weng J. Q., Wang J. S., J. Environ. Radioactiv., 2010, 101, 426—437 |
3 | Burns P. C., Ewing R. C., Navrotsky A., Science, 2012, 335, 1184—1188 |
4 | Stern P. C., Science, 1993, 260, 1897—1899 |
5 | Pang H. W., Wang X. X., Yao W., Yu S. J., Wang X. K., Sci. Sin. Chim., 2018, 48, 58—73 |
庞宏伟, 王祥学, 姚文, 于淑君, 王祥科. 中国科学: 化学, 2018, 48, 58—73 | |
6 | Zhou Y. P., Wang X. W., Jia M. C., Du Z. H., Liang C. Q., Mod. Chem. Ind., 2022, 42, 117—121 |
周义朋, 王晓伟, 贾铭椿, 杜志辉, 梁成强. 现代化工, 2022, 42, 117—121 | |
7 | Peterson R. A., Buck E. C., Chun J., Daniel R. C., Herting D. L., Ilton E. S., Lumetta G. J., Clark S. B., Environ. Sci. Technol., 2018, 52, 381—396 |
8 | Ewing R. C., Mrs Bull, 2008, 33, 338—340 |
9 | Chaudhari L. B., Murthy Z. V. P., J. Hazard. Mater., 2010, 180, 309—315 |
10 | Yin L., Song S., Wang X. X., Niu F. L., Ma R., Yu S. J., Wen T., Chen Y. T., Hayat T., Alsaedi A., Wang X. K., Environ. Pollut., 2018, 238, 725—738 |
11 | Yang D. X., Wang X. X., Wang N., Zhao G. X., Song G., Chen D. Y., Liang Y., Wen T., Wang H. Q., Hayat T., Alsaedi A., Wang X. K., Wang S. H., J. Clean. Prod., 2018, 172, 2033—2044 |
12 | Wang X. X., Pang H. W., Wu Y. H., Yu S. J., Song G., Ma X. Y., Xu P. Y., Sci. Sin. Chim., 2019, 49, 2—11 |
王祥学, 庞宏伟, 吴忆涵, 于淑君, 宋刚, 马宵颖, 许佩瑶. 中国科学: 化学, 2019, 49, 2—11 | |
13 | Jiménez⁃Reyes M., Almazán⁃Sánchez P. T., Solache⁃Ríos M., J. Environ. Radioactiv., 2021, 233, 106610 |
14 | Zhang X. Y., Liu Y., Environ. Sci. Nano, 2020, 7, 1008—1040 |
15 | Wang L., Li Z. J., Wu Q. Y., Huang Z. W., Yuan L. Y., Chai Z. F., Shi W. Q., Environ. Sci. Nano, 2020, 7, 724—752 |
16 | Zou Y. D., Wang X. X., Khan A., Wang P. Y., Liu Y. H., Alsaedi A., Hayat T., Wang X. K., Environ. Sci. Technol., 2016, 50, 7290—7304 |
17 | Zhang T. Y., Gregory K., Hammack R. W., Vidic R. D., Environ. Sci. Technol., 2014, 48, 4596—4603 |
18 | Zhang S. W., Li J. X., Wang X. K., Huang Y. S., Zeng M. Y., Xu J. Z., ACS Appl. Mater. Inter., 2014, 6, 22116—22125 |
19 | Yu S. J., Liu Y., Ai Y. J., Wang X. X., Zhang R., Chen Z. S., Chen Z., Zhao G. X., Wang X. K., Environ. Pollut., 2018, 242, 1—11 |
20 | Sun Y. B., Yang S. T., Sheng G. D., Guo Z. Q., Tan X. L., Xu J. Z., Wang X. K., Sep. Purif. Technol., 2011, 83, 196—203 |
21 | Yu S. J., Wang X. X., Pang H. W., Zhang R., Song W. C., Fu D., Hayat T., Wang X. K., Chem. Eng. J., 2018, 333, 343—360 |
22 | Yu S. J., Wang J., Song S., Sun K. Y., Li J., Wang X. X., Chen Z. S., Wang X. K., Sci. China Chem., 2017, 60, 415—422 |
23 | Jin K. Y., Bai P., Li X. L., Zhang J. N., Yan W. F., Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(1), 20210516 |
靳科研, 白璞, 李小龙, 张佳楠, 闫文付. 高等学校化学学报, 2022, 43(1), 20210516 | |
24 | Zhao K. Q., Wu R. Y., Luo Y. F., Shi C. H., Hu J., Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(3), 834—842 |
赵开庆, 吴若雨, 罗翌峰, 石春红, 胡军. 高等学校化学学报, 2021, 42(3), 834—842 | |
25 | Bolisetty S., Peydayesh M., Mezzenga R., Chem. Soc. Rev., 2019, 48, 463—487 |
26 | Zhao X. D., Zheng M. Q., Gao X. L., Zhang J., Wang E. B., Gao Z. Q., Coordin. Chem. Rev., 2021, 440, 213970 |
27 | Zheng M. Q., Zhao X. D., Wang K. K., She Y. B., Gao Z. Q., Ind. Eng. Chem. Res., 2019, 58, 23330—23337 |
28 | Zhao X. D., Zheng M. Q., Gao X. L., Gao Z. Q., Huang H. L., J. Mater. Sci., 2020, 55, 14751—14760 |
29 | Gao X. L., Zheng M. Q., Zhao X. D., Song S. F., Gao Z. Q., J. Chem. Eng. Data, 2021, 66, 669—676 |
30 | Rives V., del Arco M., MartÍn C., Appl. Clay Sci., 2014, 88/89, 239—269 |
31 | Mousty C., Prévot V., Anal. Bioanal. Chem., 2013, 405, 3513—3523 |
32 | Li C. M., Wei M., Evans D. G., Duan X., Small, 2014, 10, 4469—4486 |
33 | Shan Q. Y., Zhang Y. X., Zhou Z., Electron. Compo. Mater., 2017, 36, 33—38 |
单乾元, 张育新, 周正. 电子元件与材料, 2017, 36, 33—38 | |
34 | Kim H. J., Lee J. Y., Kim T. H., Gwak G. H., Park J. H., Oh J. M., Appl. Clay Sci., 2020, 186, 105454 |
35 | Zhou D. J., Li P. S., Lin X., Mckinley A., Kuang Y., Liu W., Liu W. F., Sun X. M., Duan X., Chem. Soc. Rev., 2021, 50, 8790—8817 |
36 | Liu H. M., Zhao X. J., Zhu Y. Q., Yan H., Phys. Chem. Chem. Phys., 2020, 22, 2521—2529 |
37 | Prasad C., Tang H., Liu W., J. Nanostructure Chem., 2018, 8, 393—412 |
38 | Taviot⁃Gueho C., Prevot V., Forano C., Renaudin G., Mousty C., Leroux F., Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1703868 |
39 | Wang J., Lei Z. Y., Qin H., Zhang L. H., Li F., Ind. Eng. Chem. Res., 2011, 50, 7120—7128 |
40 | Richetta M., Varone A., Mattoccia A., Medaglia P. G., Kaciulis S., Mezzi A., Soltani P., Pizzoferrato, R., Surf. Interface Anal., 2018, 50, 1094—1098 |
41 | Fan G. L., Li F., Evans D. G., Duan X., Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 7040—7066 |
42 | Kong X. G., Ge R. X., Liu T., Xu S. M., Hao P. P., Zhao X. J., Li Z. H., Lei X. D., Duan H. H., Chem. Eng. J., 2021, 407, 127178 |
43 | Mao F. Q., Hao P. P., Zhu Y. Q., Kong X. G., Duan X., Chinese J. Chem. Eng., 2022, 41, 42—48 |
44 | Kong X. G., Hao P. P., Duan H. H., Exploration, 2021, 1, 20210052 |
45 | Zhu Y. Q., Zhao X. J., Zhong Y., Chen Z. R., Yan H., Duan X., Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(11), 2287—2305 |
朱玉荃, 赵晓婕, 钟嫄, 陈子茹, 鄢红, 段雪. 高等学校化学学报, 2020, 41(11), 2287—2305 | |
46 | Rocha M. A., Petersen P. A. D., Teixeira E., Petrilli H. M., Leroux F., Taviot C., Constantino V. R. L., RSC Adv., 2016, 6, 16419—16436 |
47 | Evans D. G., Duan X., Chem. Commun., 2006, (5), 485—496 |
48 | Miederer S. E., Wirtz M., Fladung B., Chin. J. Dig. Dis., 2003, 4, 140—146 |
49 | Hu T. T., Gu Z., Williams G. R., Strimaite M., Zha J. J., Zhou Z., Zhang X. C., Tan C. L., Liang R. Z., Chem. Soc. Rev., 2022, 51, 6126—6176 |
50 | Choy J. H., Kwak S. Y., Jeong Y. J., Park J. S., Angew. Chem. Int. Ed., 2000, 39, 4041—4045 |
51 | Choy J. H., Jung J. S., Oh J. M., Park M., Jeong J., Kang Y. K., Han O. J., Biomaterials, 2004, 25, 3059—3064 |
52 | Gu Z., Rolfe B. E., Xu Z. P., Campbell J. H., Lu G. Q., Thomas A. C., Adv. Healthcare Mater., 2012, 1, 669—673 |
53 | Lin J. K., Uan J. Y., Wu C. P., Huang H. H., J. Mater. Chem., 2011, 21, 5011—5020 |
54 | Mao F. Q., Hao P. P., Kong X. G., Lei X. D., Duan X., Sci. Sin. Chim., 2021, 51, 493—508 |
毛方琪, 郝培培, 孔祥贵, 雷晓东, 段雪. 中国科学: 化学, 2021, 51, 493—508 | |
55 | Shi W. Y., Lin Y. J., Zhang S. T., Tian R., Liang R. Z., Wei M., Evans D. G., Duan X., Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 18217—18222 |
56 | Zhao X. F., Zhang F. Z., Xu S. L., Evans D. G., Duan X., Chem. Mater., 2010, 22, 3933—3942 |
57 | Wang G. R., Rao D. M., Li K. T., Lin Y. J., Ind. Eng. Chem. Res., 2014, 53, 4165—4172 |
58 | Yang Y., Li K. T., Liu W. D., Wu Q., Guo J. S., Qing K. L., Yan H., Zhang Y. H., Lin Y. J., Ind. Eng. Chem. Res., 2021, 60, 5076—5083 |
59 | Novikau R., Lujaniene G., J. Environ. Manage., 2022, 309, 114685 |
60 | Li H. Y., Huang Y., Liu J. N., Duan H. R., Chemosphere, 2021, 282, 131046 |
61 | Zhu J. H., Liu Q., Liu J. Y., Chen R. R., Zhang H. S., Li R. M., Wang J., Environ. Sci. Nano, 2018, 5, 467—475 |
62 | Li B., Ma L. J., Tian Y., Yang X. D., Li J., Bai C. Y., Yang X. Y., Zhang S., Li S. J., Jin Y. D., J. Hazard. Mater., 2014, 271, 41—49 |
63 | Wang H., Yao H. Q., Chen L. H., Yu Z. H., Yang L. X., Li C., Shi K. R., Li, C. Q., Ma S. L., Sci. Total Environ., 2020, 759, 143483 |
64 | Asiabi H., Yamini Y., Shamsayei M., Chem. Eng. J., 2018, 337, 609-615 |
65 | Zhang H., Dai Z. R., Sui Y., Wang N. Y., Fu H. Y., Ding D. X., Hu N., Li G. Y., Wang Y. D., Li L., Ind. Eng. Chem. Res., 2018, 57, 17318—17327 |
66 | Hu Y. Y., Pan C., Zheng X. H., Hu F. P., Xu L., Xu G. P., Jian Y., Peng X. M., J. Hazard. Mater., 2021, 401, 123374 |
67 | Song S., Yin L., Wang X. X., Liu L., Huang S. Y., Zhang R., Wen T., Yu S. J., Fu D., Hayat T., Wang X. K., Chem. Eng. J., 2018, 338, 579—590 |
68 | Zou Y. D., Wang X. X., Wu F., Yu S. J., Hu Y. Z. Song W. C., Liu Y. H., Wang H. Q., Hayat T., Wang X. K., ACS Sustain. Chem. Eng., 2017, 5, 1173—1185 |
69 | Zhu K. R., Lu S. H., Gao Y., Zhang R., Tan X. L., Chen C. L., Appl. Surf. Sci., 2017, 396, 1726—1735 |
70 | Bo A., Sarina S., Liu H. W., Zheng Z. F., Xiao Q., Gu Y. T., Ayoko G. A., Zhu H. Y., ACS Appl. Mater. Inter., 2016, 8, 16503—16510 |
71 | Dong L. J., Li S. B., Jin Y. F., Hu B. W., Sheng G. D., Appl. Surf. Sci., 2021, 567, 150794 |
72 | Li S. B., Dong L. J., Wei Z. F., Sheng G. D., Du K., Hu B. W., J. Environ. Sci., 2020, 96, 127—137 |
73 | Koilraj P., Kamura Y., Sasaki K., ACS Sustain. Chem. Eng., 2017, 5, 9053—9064 |
74 | Koilraj P., Kamura Y., Sasaki K., ACS Sustain. Chem. Eng., 2018, 6, 13854—13866 |
75 | Xie L. X., Zhong Y., Xiang R. J., Fu G. Y., Xu Y. Z., Cheng Y. X., Liu Z., Wen T., Zhao Y. Y., Liu X. Q., Chem. Eng. J., 2017, 328, 574—584 |
76 | Pang H. W., Wu Y. H., Huang S. Y., Ding C. C., Li S., Wang X. X., Yu S. J., Chen Z. S., Song G., Wang X. K., Inorg. Chem. Front., 2018, 5, 2657—2665 |
77 | Lyu P., Wang G. H., Wang B., Yin Q. L., Li Y. J., Deng N. S., Appl. Clay Sci., 2021, 209, 106146 |
78 | Wang S. F., Li X., Liu Y. G., Zhang C., Tan X. F., Zeng G. M., Song B., Jiang L. H., J. Hazard. Mater., 2018, 342, 177—191 |
79 | Guo B. L., Kamura Y., Koilraj P., Sasaki K., Environ. Res., 2020, 187, 109712 |
80 | Linghu W. S., Yang H., Sun Y. X., Sheng G. D., Huang Y. Y., ACS Sustain. Chem. Eng., 2017, 5, 5608—5616 |
81 | Li W. T., Chen R. R., Liu Q., Liu J. Y., Yu J., Zhang H. S., Li R. M., Zhang M. L., Wang J., ACS Sustain. Chem. Eng., 2018, 6, 13385—13394 |
82 | Ma J. P., Wang C., Zhao Q. Y., Ren J. L., Chen Z., Wang J. J., Inorg. Chem. Front., 2020, 7, 487—497 |
[1] | 姜宏斌, 代文臣, 张娆, 徐晓晨, 陈捷, 杨光, 杨凤林. Co3O4/UiO-66@α-Al2O3陶瓷膜对VOCs废气的分离催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220025. |
[2] | 戴卫, 侯华, 王宝山. 七氟异丁腈负离子结构与反应活性的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220044. |
[3] | 郝宏蕾, 孟繁雨, 李若钰, 李迎秋, 贾明君, 张文祥, 袁晓玲. 生物质基氮掺杂多孔炭材料的制备及对水中亚甲基蓝的吸附性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220055. |
[4] | 王红宁, 黄丽, 清江, 马腾洲, 蒋伟, 黄维秋, 陈若愚. 香蒲基生物炭的活化及对VOCs吸附的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(4): 20210824. |
[5] | 孟祥龙, 杨歌, 郭海玲, 刘晨光, 柴永明, 王纯正, 郭永梅. 纳米分子筛的合成及硫化氢吸附性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(3): 20210687. |
[6] | 陈潇禄, 袁珍闫, 仲迎春, 任浩. 机械球磨制备三苯胺基PAF-106s及C2烃吸附性质[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(3): 20210771. |
[7] | 靳科研, 白璞, 李小龙, 张佳楠, 闫文付. 新型Mg-Al吸附剂去除压水堆核电厂废水中高浓度硼[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210516. |
[8] | 谭乐见, 仲宣树, 王锦, 刘宗建, 张爱英, 叶霖, 冯增国. β-环糊精的低临界溶解温度现象及其在有序纳米孔道片晶制备中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(11): 20220405. |
[9] | 田晓康, 张青松, 杨舒淋, 白洁, 陈冰洁, 潘杰, 陈莉, 危岩. 微生物发酵诱导多孔材料: 制备方法和应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220216. |
[10] | 陈崇安, 杨国昱. 两种基于B5On(n=11, 12)簇构筑的具有深紫外吸收的硼酸盐[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210711. |
[11] | 张弛, 孙福兴, 朱广山. 双金属同构金属-有机框架材料CAU-21-Al/M的合成、 氮气吸附及复合膜性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210578. |
[12] | 马鉴新, 刘晓东, 徐娜, 刘国成, 王秀丽. 一种具有发光传感、 安培传感和染料吸附性能的多功能Zn(II)配位聚合物[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210585. |
[13] | 刘昌辉, 梁国俊, 李妍璐, 程秀凤, 赵显. NH3在硼纳米管表面吸附的密度泛函理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(7): 2263. |
[14] | 刘云鸿, 彭新艳. 新型蛋白结合类毒素血液灌流吸附剂的制备及吸附性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1952. |
[15] | 丁中振, 李天, 李长明, 赵宇飞, 宋宇飞. 水滑石基催化剂催化合成碳纳米材料的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1622. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||