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Efficient removal of uranium (VI) from water by a hyper-cross-linked polymer adsorbent modified with polyethylenimine via phosphoramidate linkers
Environmental Research ( IF 7.7 ) Pub Date : 2023-05-18 , DOI: 10.1016/j.envres.2023.116160 Yao Tian 1 , Lijia Liu 2 , Yudan Wang 1 , Fuqiu Ma 3 , Chunhong Zhang 2 , Hongxing Dong 1
Environmental Research ( IF 7.7 ) Pub Date : 2023-05-18 , DOI: 10.1016/j.envres.2023.116160 Yao Tian 1 , Lijia Liu 2 , Yudan Wang 1 , Fuqiu Ma 3 , Chunhong Zhang 2 , Hongxing Dong 1
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Practical adsorbents with high efficiency are essential to effectively treating wastewater. Herein, a novel porous uranium adsorbent (PA-HCP) having a considerable amount of amine and phosphoryl groups was designed and synthesized by grafting polyethyleneimine (PEI) on a hyper--linked fluorene-9-bisphenol skeleton via phosphoramidate linkers. Furthermore, it was used to treat uranium contamination in the environment. PA-HCP exhibited a large specific surface area (up to 124 m/g) and a pore diameter of 2.5 nm. Batch uranium adsorptions on PA-HCP were investigated methodically. PA-HCP demonstrated a uranium sorption capacity of >300 mg/g in the pH range of 4–10 (C = 60 mg/L, T = 298.15 K), with its maximum capacity reaching 573.51 mg/g at pH = 7. The uranium sorption process obeyed the pseudo-second-order model and fitted well with the Langmuir isothermal. In the thermodynamic experiments, uranium sorption on PA-HCP was revealed to be an endothermic, spontaneous process. Even in the presence of competing metal ions, PA-HCP exhibited excellent sorption selectivity for uranium. Additionally, excellent recyclability can be achieved after six cycles. Based on FT-IR and XPS measurements, both the PO and –NH (and/or –NH–) groups on PA-HCP contributed to efficient uranium adsorption as a result of the strong coordination between these groups and uranium. Furthermore, the high hydrophilicity of the grafted PEI improved the dispersion of the adsorbents in water and facilitated uranium sorption. These findings suggest that PA-HCP can be used as an efficient and economical sorbent to remove U(VI) from wastewater.
中文翻译：
利用聚乙烯亚胺改性的超交联聚合物吸附剂通过氨基磷酸酯连接体有效去除水中的铀 (VI)
实用的高效吸附剂对于有效处理废水至关重要。在此，通过通过氨基磷酸酯连接基将聚乙烯亚胺（PEI）接枝到超连接的芴-9-双酚骨架上，设计并合成了一种具有大量胺基和磷酰基的新型多孔铀吸附剂（PA-HCP）。此外，它还被用来处理环境中的铀污染。 PA-HCP 具有较大的比表面积（高达 124 m/g）和 2.5 nm 的孔径。对 PA-HCP 上的批量铀吸附进行了系统研究。 PA-HCP 在 pH 4-10 范围内表现出 >300 mg/g 的铀吸附能力（C = 60 mg/L，T = 298.15 K），在 pH = 7 时其最大吸附能力达到 573.51 mg/g。铀吸附过程服从准二阶模型，与Langmuir等温线拟合良好。在热力学实验中，PA-HCP 上的铀吸附被证明是一个吸热的自发过程。即使存在竞争性金属离子，PA-HCP 对铀也表现出优异的吸附选择性。此外，六次循环后即可实现出色的可回收性。根据 FT-IR 和 XPS 测量，PA-HCP 上的 PO 和 –NH（和/或 –NH–）基团由于这些基团与铀之间的强配位而有助于有效的铀吸附。此外，接枝PEI的高亲水性改善了吸附剂在水中的分散性并促进铀吸附。这些发现表明 PA-HCP 可用作一种高效且经济的吸附剂来去除废水中的 U(VI)。
更新日期：2023-05-18
中文翻译：
利用聚乙烯亚胺改性的超交联聚合物吸附剂通过氨基磷酸酯连接体有效去除水中的铀 (VI)
实用的高效吸附剂对于有效处理废水至关重要。在此，通过通过氨基磷酸酯连接基将聚乙烯亚胺（PEI）接枝到超连接的芴-9-双酚骨架上，设计并合成了一种具有大量胺基和磷酰基的新型多孔铀吸附剂（PA-HCP）。此外，它还被用来处理环境中的铀污染。 PA-HCP 具有较大的比表面积（高达 124 m/g）和 2.5 nm 的孔径。对 PA-HCP 上的批量铀吸附进行了系统研究。 PA-HCP 在 pH 4-10 范围内表现出 >300 mg/g 的铀吸附能力（C = 60 mg/L，T = 298.15 K），在 pH = 7 时其最大吸附能力达到 573.51 mg/g。铀吸附过程服从准二阶模型，与Langmuir等温线拟合良好。在热力学实验中，PA-HCP 上的铀吸附被证明是一个吸热的自发过程。即使存在竞争性金属离子，PA-HCP 对铀也表现出优异的吸附选择性。此外，六次循环后即可实现出色的可回收性。根据 FT-IR 和 XPS 测量，PA-HCP 上的 PO 和 –NH（和/或 –NH–）基团由于这些基团与铀之间的强配位而有助于有效的铀吸附。此外，接枝PEI的高亲水性改善了吸附剂在水中的分散性并促进铀吸附。这些发现表明 PA-HCP 可用作一种高效且经济的吸附剂来去除废水中的 U(VI)。
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