Design and synthesis of a novel bifunctional polymer with malonamide and carboxyl group for highly selective separation of uranium (VI)

双功能 吸附 酰胺 化学 选择性 聚合 水溶液中的金属离子 功能群 水溶液 离子交换 聚合物 无机化学 核化学 高分子化学 金属 有机化学 离子 材料科学 催化作用 冶金
作者
Yang Li,Xu-Xin Li,Ze-Yang Wang,Qian Zhang,Qiang Wu,Lei-Tao Sha,Yun Wang,Ze‐Yi Yan
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier BV]
卷期号:302: 122115-122115 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2022.122115
摘要

A novel malonamide-carboxyl bifunctional crosslinked polymer (MCFCP) and the related monofunctional polymers including malonamide or carboxyl as comparative adsorbent (MFCP and CFCP) were firstly prepared by polymerization reaction, and which was applied to adsorption of uranium (VI) in uranium-containing wastewater. The structures and compositions of the functional crosslinked polymers (FCPs) were characterized by FT-IR, SEM and XPS analysis. The effect of some factors on adsorption property, such as pH, initial concentration of uranium (VI) and adsorption kinetics, was investigated by batch experiment. Introduction of the bifunctional groups endowed MCFCP with the higher adsorption capacity and excellent selectivity due to the combined effect of amide and carboxyl groups. MCFCP afforded the largest saturated capacity of 239.6 mg/g for uranium (VI) at pH 4.0. In addition, MCFCP also showed the excellent selectivity for uranium (VI) in the presence of abundant environmental ions or lanthanide metal ions. The regeneration research demonstrated that MCFCP could be reused for four cycles, and still maintained the good adsorption property. Based on the density functional theory (DFT) calculation, it was further confirmed that uranium (VI) interacted with amide group of MCFCP to form [UO2MCFCP(H2O)3]2+ and [UO2(MCFCP)2]2+ complex in aqueous solution.
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