生物质源N、P共掺杂石墨化碳/MoS_(2)电极对铀的吸附性能研究OA

电吸附技术因其能耗低、环境友好且易于再生等优势,在六价铀(U(Ⅵ))回收领域受到了广泛关注。然而,电极材料活性位点不足、表面润湿性差及固有的离子排斥效应等问题,限制了其实际应用。本研究以透骨香为碳源,经活化造孔后制备N、P共掺杂石墨化碳,制成电极(NPC);并在此基础上,改进掺杂氮源,与MoS_(2)结合形成复合电极(NPC/Mo)。复合后的电极具有稳定的三维多孔结构、高比电容及出色的吸附容量。实验结果表明,U(Ⅵ)在这两种电极上的电吸附行为受外加电压和溶液pH的共同影响。其动力学过程符合准一级动力学模型,吸附等温线则遵循Langmuir模型。在最佳条件(电压为0.9 V,pH为4.5)下,NPC/Mo电极对50 ppm以下铀溶液中U(Ⅵ)的最大理论电吸附容量达到109.01 mg/g。电化学测试显示,NPC/Mo电极的比电容达到176.18 F/g。进一步研究发现,NPC/Mo电极优异的U(Ⅵ)电吸附性能源于双电层电容与赝电容的协同作用。此外,电极表面丰富的-NH-、-NH^(+)-和-OH官能团提供了大量活性位点,这些基团之间的相互作用及协同效应显著提升了铀的吸附容量。本研究为低浓度含铀废水中U(Ⅵ)的高效去除提供了一种新的解决方案。