【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于環(huán)境治理與資源回收領(lǐng)域，具體涉及一種金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料（以下簡(jiǎn)稱pmx）及其制備方法與應(yīng)用，尤其在銫離子（cs+）選擇性富集中的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、銫離子（cs+），尤其是其放射性同位素137cs，是核廢料中主要的污染成分之一。由于其半衰期長(zhǎng)達(dá)30.17年，且具有較高的溶解性和遷移性，銫離子對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。同時(shí)，銫作為一種稀有的堿金屬，由于其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)，在高科技領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值，是許多國家戰(zhàn)略資源規(guī)劃的關(guān)鍵元素。
2、當(dāng)前，去除和回收銫離子的主要方法包括沉淀、膜分離、離子交換和吸附。其中，吸附技術(shù)因其高效、操作簡(jiǎn)便、能耗低的特點(diǎn)，成為處理含銫廢水的主要手段。然而，現(xiàn)有吸附劑（如普魯士藍(lán)及其類似物）盡管具有良好的選擇性，但其微晶結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其在高酸性和高鹽度環(huán)境中的吸附性能受到限制，吸附容量較低（通常不超過160?mg/g）。此外，其在復(fù)雜環(huán)境（比如高鹽水體）中的穩(wěn)定性不足，阻礙了其實(shí)際應(yīng)用的進(jìn)一步推廣。
3、現(xiàn)有技術(shù)通過自上而下的方法，將顆粒狀普魯士藍(lán)mof材料剝離制備成二維片層類普魯士藍(lán)mof材料，吸附速率吸附量都顯著改善，但是該制備方法工藝復(fù)雜，對(duì)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)存在限制。因此，如何利用吸附劑的獨(dú)特性能，同時(shí)增強(qiáng)其化學(xué)穩(wěn)定性，成為研究的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有吸附劑穩(wěn)定性不佳、制備復(fù)雜的問題，本專利技術(shù)使用mxene懸浮液引入cu2+和k3[fe(cn)6]，形成3d復(fù)合材料p
2、本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案。
3、一種金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料，包括mxene納米片及其表面的金屬復(fù)合物，所述金屬復(fù)合物包括k2cu3(fe(cn)6)2。
4、本專利技術(shù)公開了上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、k3[fe(cn)6]在mxene納米片上反應(yīng)，制備金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料。
5、優(yōu)選的，上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、mxene納米片混合，然后與k3[fe(cn)6]混合，制備金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料。
6、進(jìn)一步的，上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、mxene納米片在溶液中混合，然后與k3[fe(cn)6]混合處理，制備金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料。
7、再進(jìn)一步的，上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽溶液、mxene納米片溶液混合，然后與k3[fe(cn)6]混合處理，制備金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料。
8、更進(jìn)一步的，上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽溶液、mxene納米片溶液混合，再離心處理，然后將沉淀物與k3[fe(cn)6]溶液混合處理，制備金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料。
9、本專利技術(shù)中，離心處理、混合處理為常規(guī)技術(shù)，比如采用超聲進(jìn)行混合處理。優(yōu)選的，混合處理的時(shí)間為5～50小時(shí)，優(yōu)選10～40小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選20～30小時(shí)。
10、本專利技術(shù)中，mxene納米片由ti3alc2制備得到。具體制備操作為常規(guī)技術(shù)，可以采用鹽酸/鋰體系剝離ti3alc2制備得到mxene納米片。
11、本專利技術(shù)中，銅鹽為水溶性銅鹽、醇溶性銅鹽中的一種或幾種，比如硝酸銅、、氯化銅、硫酸銅、乙酸銅中的一種或幾種。
12、本專利技術(shù)中，溶液中的溶劑包括水、醇，其中醇包括小分子醇。作為常識(shí)，不同溶質(zhì)對(duì)應(yīng)的溶劑可以一樣也可以不同。
13、本專利技術(shù)公開了一種三維吸附劑，其活性成分包括上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料。
14、本專利技術(shù)公開了上述三維吸附劑的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、k3[fe(cn)6]在mxene納米片上反應(yīng)，然后將反應(yīng)產(chǎn)物干燥，得到三維吸附劑。
15、本專利技術(shù)公開了上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料或者三維吸附劑在作為或制備吸附材料中的應(yīng)用。
16、進(jìn)一步的，本專利技術(shù)公開了上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料或者三維吸附劑在作為或制備金屬吸附材料中的應(yīng)用。
17、進(jìn)一步的，本專利技術(shù)公開了上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料或者三維吸附劑在作為或制備放射性金屬吸附材料中的應(yīng)用。
18、本專利技術(shù)中，放射性金屬包括銫，比如銫離子（cs+），尤其是其放射性同位素137cs。作為示例，本專利技術(shù)的吸附材料在核廢水處理和放射性銫離子富集方面表現(xiàn)出優(yōu)異性能，尤其是快速吸附（5分鐘內(nèi)達(dá)到平衡）和高吸附容量（408.2?mg/g）。
19、本專利技術(shù)公開了一種吸附金屬的方法，包括以下步驟，將上述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料或者三維吸附劑與含有金屬的體系混合，完成金屬的吸附。
20、優(yōu)選的，含有金屬的體系為溶液；金屬為放射性金屬，比如銫離子（cs+），尤其是其放射性同位素137cs。
21、本專利技術(shù)提供了一種基于金屬修飾的mxene復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于環(huán)境治理和資源回收
該復(fù)合材料通過在mxene納米片表面原位引入cu2+和k3[fe(cn)6]形成具備穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)。將mxene懸浮液與銅源溶液混合，通過超聲作用固定cu2+，再引入[fe(cn)6]3-溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成均勻負(fù)載的pba-mxene復(fù)合材料（pmx）。所得材料在酸性和高鹽水體環(huán)境中對(duì)銫離子（cs+）表現(xiàn)出快速、高效和選擇性的吸附能力，吸附容量高達(dá)408.2?mg/g，并可在多次吸附-再生循環(huán)中保持性能穩(wěn)定。其吸附機(jī)制主要包括離子交換和靜電吸引的協(xié)同作用。本專利技術(shù)適用于放射性廢水處理和稀有金屬資源的回收，特別是在強(qiáng)酸性和復(fù)雜環(huán)境下具有重要應(yīng)用價(jià)值。
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料，包括MXene納米片及其表面的金屬復(fù)合物，其特征在于，所述金屬復(fù)合物包括K2Cu3(Fe(CN)6)2。
2.權(quán)利要求1所述金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、K3[Fe(CN)6]在MXene納米片上反應(yīng)，制備金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、MXene納米片混合，然后與K3[Fe(CN)6]混合，制備金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、MXene納米片在溶液中混合，然后與K3[Fe(CN)6]混合處理，制備金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料。
5.一種三維吸附劑，其活性成分包括權(quán)利要求1所述金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料。
6.權(quán)利要求1所述金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料或者權(quán)利要求5所述三維吸附劑在作為或制備吸附材
7.權(quán)利要求1所述金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料或者權(quán)利要求5所述三維吸附劑在作為或制備金屬吸附材料中的應(yīng)用。
8.權(quán)利要求1所述金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料或者權(quán)利要求5所述三維吸附劑在作為或制備放射性金屬吸附材料中的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，放射性金屬包括銫。
10.一種吸附金屬的方法，包括以下步驟，將權(quán)利要求1所述金屬修飾的MXene納米片三維復(fù)合材料或者權(quán)利要求5所述三維吸附劑與含有金屬的體系混合，完成金屬的吸附。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料，包括mxene納米片及其表面的金屬復(fù)合物，其特征在于，所述金屬復(fù)合物包括k2cu3(fe(cn)6)2。
2.權(quán)利要求1所述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、k3[fe(cn)6]在mxene納米片上反應(yīng)，制備金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、mxene納米片混合，然后與k3[fe(cn)6]混合，制備金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬修飾的mxene納米片三維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將銅鹽、mxene納米片在溶液中混合，然后與k3[fe(cn)6]混合處理，制備金屬修飾的mxene納米片...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：路建美，徐慶鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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