一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法与流程

1.本发明涉及铀吸附剂技术领域，更具体地说，本发明涉及一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法。


背景技术：

2.铀是重要的核电燃料和战略物资，用于科研、医药、国防、工业同位素等生产领域。但在铀矿冶生产中，会产生大量的低浓度含铀废水，严重威胁自然环境和生命安全。铀属于放射性重金属元素，会释放出α射线，难以降解，会使人体产生癌变，畸变等严重后果。含铀放射性废水必须经过处理达标后才能排放，因此，寻求合适且高效的治理方法对于环境保护、铀矿冶生产以及核工业可持续发展具有长远的研究意义和广阔的应用前景。
3.可用于处理铀矿冶废水的常用方法有：混凝沉淀法，吸附法，蒸发浓缩法，萃取法等。其中，吸附法因其操作简单，使用方便，吸附速率快，日益成为研究者关注和研究的重点，在工业处理含铀废水中应用前景广阔。开发价廉高效的吸附剂是吸附法的研究核心点，也是决定吸附法能否大范围工业应用的关键因素。
4.多孔碳材料具有巨大比表面积和孔体积，并且孔径均匀、孔分布均匀，不仅孔径尺寸在一定范围内可调，而且孔形状、孔壁组成和结构亦可调，通过结构设计，优化合成条件可以得到符合应用目的的多孔材料，因而在吸附分离、催化、储能和电子电工等方面具有广泛应用前景。金属有机骨架(mofs)是由金属或金属簇和羧酸盐、含n元素配体组装而成的三维多孔晶体材料，mofs的孔径可调，比表面积高，结构多样，是一类很有发展前途的纳米多孔材料。可利用mofs自身的优异性能和特点，将其作前驱体，通过普通的高温热解方法来构建长程有序且具有多孔性能的金属/金属氧化物纳米多孔碳复合材料。与其它碳材料相比，以mofs为模板合成的多孔碳复合材料表面含氧基团数量少得多，可以减少基体材料对其它阳离子的吸附，显著提高材料的吸附选择性。
5.纳米零价铁主要指粒径为1
‑
100nm的零价铁粒子。具有粒径小、比表面积大、表面能大、反应活性高、还原性强等特点，可以用来吸附水中的重金属离子。然而，由于其粒径小，具有磁性，容易发生团聚或氧化失活而使吸附能力降低，不能直接工业应用。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，本发明所要解决的技术问题是：现有技术中单独使用多孔碳材料和纳米零价铁，吸附率低，吸附效果不好的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
8.s1：将苯乙烯和水按照体积比为3：80的比例混合并加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，保持28h，生成的白色乳液经过滤，洗涤，干燥后，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
9.s2：将干燥后的聚苯乙烯微球分散在异丙醇溶液中，搅拌3h后加入四异丙醇钛和对苯二甲酸，继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉煅烧2h，得到黑色多孔碳复合载体材料；
10.s3：将步骤s2中得到的黑色多孔碳复合载体材料溶于步骤s3中制备的乙醇水溶液中，其中乙醇和水的比例为1：1，加入铁源溶液和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌3h，快速加入还原剂的水溶液，继续搅拌30min，洗涤，在30℃
‑
60℃下干燥12h
‑
24h，球磨，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
11.在一个优选地实施方式中，所述步骤s3中黑色多孔碳复合载体材料和聚乙烯吡咯烷酮的重量比设置为5
‑
10：1。
12.在一个优选地实施方式中，所述步骤s3中采用的还原剂的种类设置为硼氢化钠或硼氢化钾，还原剂的水溶液质量浓度设置为0.6m
‑
0.9m。
13.在一个优选地实施方式中，所述步骤s2中管式炉高温煅烧的温度可以为600℃
‑
800℃。
14.在一个优选地实施方式中，所述步骤s3中球磨的转速设置为300rpm
‑
500rpm，球磨的时间设置为20min
‑
40min。
15.在一个优选地实施方式中，所述步骤s3中采用的铁源溶液设置为硫酸铁溶液或氯化铁溶液。
16.在一个优选地实施方式中，所述步骤s2中聚苯乙烯微球、四异丙醇钛和对苯二甲酸的添加重量比设置为10
‑
15：2：1。
17.在一个优选地实施方式中，所述步骤s3中铁源的乙醇溶液的配制浓度设置为0.5m
‑
0.7m。
18.本发明的技术效果和优点：
19.1、本发明的制备方法中以硫酸铁或氯化铁为铁源，硼氢化钠或硼氢化钾为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂，以聚苯乙烯微球模板合成的金属有机骨架经高温煅烧后获得的多孔碳复合材料为载体，通过液相还原法合成了具有多孔结构的活性纳米零价铁负载的多孔碳复合材料；制得的多孔碳复合材料具有规则的孔结构、较大的比表面积，可以暴露更多的纳米零价铁吸附活性位点；
20.2、本发明通过将纳米零价铁负载于多孔碳材料中进行纳米零价铁的改性，既可以保持纳米零价铁的高反应活性，同时还可以防止粒子间团聚，进而增加其稳定性和比表面积，提高水中污染物的吸附速率。
具体实施方式
21.下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1：
23.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
24.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
25.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
26.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
27.实施例2：
28.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
29.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
30.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
31.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入42ml浓度为0.5m的fecl3·
6h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
32.实施例3：
33.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
34.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
35.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
36.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的
feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钾水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
37.实施例4：
38.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
39.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
40.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
41.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的fecl3·
6h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钾水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
42.实施例5：
43.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
44.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
45.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
46.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.7m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
47.实施例6：
48.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
49.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙
烯微球；
50.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
51.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.6m的fecl3·
6h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
52.实施例7：
53.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
54.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
55.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
56.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.7m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
57.实施例8：
58.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
59.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
60.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
61.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的fecl3·
6h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.9m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
62.实施例9：
63.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
64.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
65.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
66.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的fecl3·
6h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.9m硼氢化钾水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
67.实施例10：
68.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
69.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
70.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
71.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.7m硼氢化钾水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
72.实施例11：
73.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
74.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
75.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作
为保护气的氛围中，用管式炉在700℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
76.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
77.实施例12：
78.本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
79.s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
80.s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在800℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
81.s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
82.应用例1
83.分别取20ml初始浓度为1mg/l的含铀废水，用hcl和naoh溶液调节ph分别为3、4、5、6、7、8，加入5mg实施例1制备的复合材料吸附剂，置于25℃，转速200rpm的恒温摇床中进行振荡吸附，240min后过滤，滤液中的铀浓度采用微量铀分析仪(wgj
‑
iii型)进行测定；对比不同ph下对铀的去除效果，结果如表1所示；
84.表1
85.ph345678铀吸附率(％)91.9499.6399.6889.6975.7869.64
86.通过表1可以看出，含铀废水溶液的ph对吸附率的影响很大，本发明纳米零价铁负载的多孔碳复合材料在ph4
‑
5的范围内对铀具有良好的吸附性，并且ph＝5时，最大吸附率可以达到99.68％。
87.应用例2
88.分别取20ml初始浓度为m1g/l的含铀废水，调节ph为5，分别加入1mg、5mg、9mg、13mg、17mg、21mg实施例1制备的复合材料吸附剂，置于25℃、转速为200rpm的恒温摇床中进行振荡吸附，240min后过滤，测量滤液中的铀浓度；在只有吸附剂投入量不同的情况下，对比复合材料吸附剂对铀的去除效果，结果如表2所示：
89.表2
90.吸附剂投入量(g/l)0.050.250.450.650.851.05
铀吸附率(％)71.0882.6799.6099.6399.7299.74
91.通过表2可知，随着复合材料吸附剂的投入量增加，铀吸附率逐渐增加。投入量从0.25g/l增加到0.45g/l时，吸附率增加量最大；继续增加吸附剂的投入量，对吸附率的提高效果不明显；考虑到吸附剂成本的投入和吸附效率的产出比，将复合材料吸附剂的投入量设定为0.45g/l。
92.应用例3
93.分别取20ml初始浓度为1mg/l的含铀废水，调节ph为5，各加入9mg实施例1制备的复合材料吸附剂，置于25℃、转速为200rpm的恒温摇床中进行振荡吸附，分别于5min、15min、25min、35min、45min、60min、120min、240min后过滤，测量滤液中的铀浓度；
94.在只有吸附时间不同的情况下，对比复合材料吸附剂对铀的去除效果，结果如表3所示：
95.表3
96.吸附时间(min)51525354560120240铀吸附率(％)96.5497.9899.3699.6399.6599.5999.6799.58
97.通过表3可知，在投入吸附剂后的5min，铀的吸附率就达到了96.54％，在15
‑
25min时，吸附率的增加速度最快，超过35min后，吸附率基本维持稳定，没有突出的增长；从节约成本，提高吸附效率的角度出发，将复合材料吸附剂的吸附时间选定为35min。
98.应用例4
99.取20ml初始浓度为0.45mg/l的含铀废水，调节ph为5，各加入9mg实施例1制备的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料吸附剂，置于25℃、转速为200rpm的恒温摇床中进行振荡吸附，35min后过滤，测量滤液中的铀浓度。
100.结果如表4所示。
101.应用例5
102.使用实施例2中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
103.应用例6
104.使用实施例3中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
105.应用例7
106.使用实施例4中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
107.应用例8
108.使用实施例5中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
109.应用例9
110.使用实施例6中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
111.应用例10
112.使用实施例7中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁
负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
113.应用例11
114.使用实施例8中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
115.应用例12
116.使用实施例9中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
117.应用例13
118.使用实施例10中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
119.应用例14
120.使用实施例11中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
121.应用例15
122.使用实施例12中的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料代替实施例1的纳米零价铁负载的多孔碳复合材料，其它同应用例4。
123.表4
[0124][0125]
由表4可以看出，纳米零价铁负载的多孔碳复合材料的铀吸附率为92.47％
‑
99.71％，实施例5吸附效果最好，表明纳米零价铁负载的多孔碳复合材料可有效的去除含铀废水中的铀。
[0126]
对比例1：
[0127]
本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0128]
s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
[0129]
s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在600℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料。
[0130]
对比例2：
[0131]
本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备
方法包括以下步骤：
[0132]
s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
[0133]
s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在700℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
[0134]
s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
[0135]
对比例3：
[0136]
本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0137]
s1：将12ml苯乙烯和320ml的去离子水混合加热至70℃，在氩气作为保护气的氛围中，加入10ml浓度为0.3m过硫酸钾水溶液，以60rpm转速搅拌并在70℃保持28h，生成白色乳液，将乳液离心过滤，用去离子水和乙醇洗涤三次，在30℃干燥4h，得到白色粉末状聚苯乙烯微球；
[0138]
s2：将干燥后的20g聚苯乙烯微球分散在300ml异丙醇溶液中，以80rpm转速搅拌3h后加入4g四异丙醇钛和2g对苯二甲酸，相同转速继续搅拌4h，在70℃下干燥48h，在氮气作为保护气的氛围中，用管式炉在800℃煅烧2h，升温速率2℃/min，得到黑色多孔碳复合载体材料；
[0139]
s3：将16g多孔碳复合材料溶于80ml乙醇和80ml水溶液中，加入40ml浓度为0.5m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮，以80rpm的转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁负载的多孔碳复合材料。
[0140]
对比例4：
[0141]
本发明提供了一种纳米零价铁负载的多孔碳复合材料铀吸附剂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0142]
将40ml浓度为0.5m的feso4·
7h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮混合，以80rpm转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁材料。
[0143]
对比例5：
[0144]
将40ml浓度为0.5m的fecl3·
6h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮混合，以80rpm转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.6m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁材料。
[0145]
对比例6：
[0146]
将40ml浓度为0.5m的fecl3·
6h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮混合，以80rpm转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.7m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁材料。
[0147]
对比例7：
[0148]
将40ml浓度为0.5m的fecl3·
6h2o溶液和2g聚乙烯吡咯烷酮混合，以80rpm转速搅拌3h，快速加入100ml浓度为0.9m硼氢化钠水溶液，继续搅拌30min，用去离子水洗涤三次，在30℃下干燥12h，球磨30min，转速为300rpm，得到纳米零价铁材料。
[0149]
将对比例1
‑
对比例3的多孔碳复合载体材料和对比例4
‑
对比例7的纳米零价铁进行应用例4的结果如表5所示：
[0150]
表5
[0151][0152]
通过表5可以看出，单独的多孔碳复合材料对铀的吸附很差，单独的纳米零价铁的吸附率仅能达到47.83％；表明纳米零价铁负载的多孔碳复合材料吸附剂具有比其单体更优秀的吸附性能。
[0153]
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。