利用碳纳米管分散的亚铁氰化锌钾电极选择性电吸附高盐放射性废水中的铯（I）

项书宏; 杨旅; 徐应生; 曹国新; 周宏建

物理化学学报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (09) : 69 -80.

项书宏, 杨旅, 徐应生, 曹国新, 周宏建

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摘要

福岛核事故（FNA）产生的含¹³⁷Cs放射性废水因其安全处置难题而备受关注。共存Na⁺离子严重阻碍Cs⁺的去除，加剧了放射性废水处理成本。近年来，电容去离子（CDI）技术在该领域展现出显著的潜力，但由于缺乏对Cs⁺具有高选择性的理想电极材料，该技术的实际应用受到了一定限制。本研究开发了一种碳纳米管（CNT）嵌入亚铁氰化锌钾（KZnFCCNT）的复合材料，通过电化学方法预活化后作为CDI阴极，用于高盐放射性废水中Cs⁺的选择性电吸附。KZnFC-CNT电极表现出392.75 mg·g^-1的最大电吸附容量和11.21 mg·g^-1·min^-1的最高电吸附速率。在Na⁺:Cs⁺摩尔比为100:1时，该电极对Cs⁺/Na⁺的选择性系数高达138.2。X射线衍射、电化学分析和理论模拟表明，Cs⁺的选择性电吸附主要受Cs⁺与Na⁺离子交换过程及KZnFC晶格相变的调控。本研究为高盐含铯放射性废水处理提供了有效策略。