聚丙烯腈(PAN)具有多孔的結構、優異的造粒性、與無機材料的強黏合力以及在有機溶劑中良好的溶解性和化學穩定性,是用于多種無機吸附材料負載的主要有機黏合聚合物。研究人員已經將PAN與多種無機吸附材料進行結合,得到的復合材料用于放射性物質的去除。此節主要介紹PAN與Zeolite的復合吸附材料。采用天然Clinoptilolite制備得到PAN/沸石復合吸附劑,最初用于吸附水中的放射性釷。之后采用這種PAN/沸石復合吸附劑吸附去除水中Sr2+,其在初始Sr2+濃度高于150mg/L時,對Sr2+的去除率最大達到80%;pH為5時去除率最高;吸附等溫線數據擬合更符合Temkin模型。
PAN/沸石復合吸附劑對Sr2+的吸附是一個自發放熱且混亂程度增大的吸附過程。將納米A型沸石與PAN結合,制備了PAN-沸石納米復合材料(PZNC)。形貌和熱重表征(圖5)表明,PZNC具有多孔結構且熱穩定性能優良;XRD和元素分析說明納米A型沸石在復合制備過程中結構沒有發生變化。
PZNC表現出較高的陽離子交換容量(3.138meq/g)和較快的吸附速度(30min內獲得90%的吸附容量,90min達到了吸附平衡),且易于實現固液分離。在后續工作中,他們將PZNC成功地用于固定床柱操作中去除Sr2+和Cs+。隨著流速的減小、床層高度和初始離子濃度的增加,吸附容量增加。通過Thomas模型和BDST模型對實驗數據進行擬合:Sr2+和Cs+的最大床容量分別為5.61mg/g和11.30mg/g;Sr2+和Cs+的臨界床高分別為2.89cm和4.35cm,說明對Sr2+的柱吸附性能和吸附容量均高于Cs+。