Cs⁺印迹Ho-xCs-MnO_x膜电极电控离子选择性分离Cs⁺

摘要

【目的】针对去除核废水中放射性Cs⁺的诸多技术如吸附、化学沉淀、溶剂萃取、膜分离以及电容去离子等各自存在的缺陷，提出电控离子选择性分离Cs⁺技术。【方法】采用氧化还原共沉淀法制备了新型Cs⁺印迹锰基氧化物（Ho-xCs-MnO_x）膜电极；通过循环伏安（CV）、电化学阻抗（EIS）等方法探索了不同比例Cs⁺印迹Ho-xCs-MnO_x膜电极对放射性核污染废水中Cs⁺的选择性分离性能，并经XRD、SEM、XPS等表征分析了膜电极的表面形貌结构与微观机理。【结果】结果表明，当Cs⁺印迹量为与K⁺具有相等摩尔数（即Cs⁺与K⁺的摩尔比=1）时制得Ho-1Cs-MnO_x膜电极，在Cs⁺质量浓度为100 mg/L溶液中进行电控离子交换，对Cs⁺吸附容量最高，达157 mg/g，高于纯MnO_x膜电极（77.04 mg/g）；另外，通过将Cs⁺与其他碱金属离子Li⁺、Na⁺和K⁺进行选择性测试比较，分离系数分别为6.51、4.42和2.61，表明Ho-1Cs-MnO_x膜电极对Cs⁺具有更高的选择性。经过10次吸脱附循环后，Ho-1Cs-MnO_x薄膜仍对Cs⁺保留最大吸附容量的92.33%。因此，利用氧化还原共沉淀法制备Cs⁺印迹型Ho-xCs-MnO_x活性膜材料为Cs⁺的分离去除提供了一种新的研究思路。

关键词

离子印迹 / 锰基薄膜 / 铯离子 / 选择性 / 电控离子交换