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Uranium(VI) adsorption from carbonate solutions using cetyltrimethylammonium bromide modified purified-bentonite-MOF composite

铀酰 化学 吸附 溴化物 膨润土 复合数 碳酸盐 无机化学 卤化物 核化学 化学工程 离子 物理化学 有机化学 材料科学 冶金 复合材料 工程类
作者
Shilong Shi,Jun Liu,Junxiang Shu,Peng Wu,Changsong Zhao,Ning Liu,Tu Lan
出处
期刊:Applied Clay Science [Elsevier]
卷期号:241: 106986-106986 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.clay.2023.106986
摘要

A novel cetyltrimethylammonium bromide (CTABr) modified purified-bentonite (p-Bent)-MOF composite (CTABr/p-Bent-Co2(OH)2BDC) was first prepared to study the uranium(VI) adsorption from a variety of carbonate solutions. The experiments showed that at pH 8.0, the high concentration of carbonates and halides significantly suppressed the UVI adsorption. Compared with Co2(OH)2BDC (4.3 ± 0.9 mg·g−1), p-Bent (47.2 ± 3.7 mg·g−1), and CTABr/p-Bent (104.8 ± 0.8 mg·g−1), this ternary composite achieved an improved adsorption capacity of 111.7 ± 1.4 mg·g−1. The XPS spectra and DFT calculations indicated that carbonates and halides can compete for free uranyl ions with the –COOH and –OH groups on the composite surface. Particularly, CO32− and F− can inhibit the UVI adsorption from carbonate solutions by forming uranyl carbonates and uranyl fluorides. The Br− anion exchange and electrostatic attraction were demonstrated to be the dominant mechanisms for UVI adsorption on the composite, together with the –COOH/–OH complexation. This work presents a feasible strategy to prepare new clay-based multicomponent composites for extracting uranium from carbonate solutions, and provides new insight into the understanding of uranium adsorption in natural waters.
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