【摘 要】
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稀有碱金属铯是国际重要战略资源。我国青藏高原盐湖卤水和西藏地热水中含铯资源储量丰富,其绿色高效分离提取具有重要学术价值和社会经济意义。电化学法提铯具有设备简单、环境友好、绿色高效等优点,但从地热水中电化学提铯鲜有报道。本论文制备了高性能铁氰化铜基复合电极并在地热水中开展电化学提铯研究,取得的主要研究结果如下:（1）首先合成了高分散的纳米级铁氰化铜/多孔碳（Cu HCF@PC）活性材料,以Nafio
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（22073068）； 教育部创新团队发展计划项目（IRT17R81）；
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稀有碱金属铯是国际重要战略资源。我国青藏高原盐湖卤水和西藏地热水中含铯资源储量丰富,其绿色高效分离提取具有重要学术价值和社会经济意义。电化学法提铯具有设备简单、环境友好、绿色高效等优点,但从地热水中电化学提铯鲜有报道。本论文制备了高性能铁氰化铜基复合电极并在地热水中开展电化学提铯研究,取得的主要研究结果如下:（1）首先合成了高分散的纳米级铁氰化铜/多孔碳（Cu HCF@PC）活性材料,以Nafion为粘结剂,碳纸为集流体,制备了Cu HCF@PC电极。采用循环伏安法和计时电流法系统考察了还原电位、Cs+初始浓度、时间、共存离子、脱附液浓度等对Cu HCF@PC电极电化学吸附铯的影响。结果表明,在最佳电化学吸附条件下,Cu HCF@PC电极可在10 min内达到吸附平衡,最大吸附容量可达270 mg/g。在复杂地热水中,Cu HCF@PC对Cs+有较高的选择性,分配系数为7471 m L/g。以Cs NO3为脱附剂,在1.0 V的氧化电位下进行的脱附实验表明,Cu HCF@PC在4次连续脱附后吸附性能无明显下降,Cs+的最大回收率为75%。（2）以富含羧基的纳米纤维素为原料,通过化学配位作用,用真空抽滤法制备了铁氰化铜/纳米纤维素膜电极（Cu HCF@CNF）。在最佳电化学吸附条件下,Cu HCF@CNF最大吸附容量为220 mg/g,可在15 min内达到平衡。在复杂地热水中,Cu HCF@CNF对Cs+仍有较好的选择吸附能力,Cs+的分配系数为4690 m L/g。不仅如此,在氧化电势为0.8 V,电解质溶液为Cs NO3的电解池中进行的脱附实验结果表明,Cu HCF@CNF对Cs+的回收率最高可达94%,地热水中5次循环吸附脱附实验后,脱附液中Cs+的浓度可富集到初始溶液的1.5倍。这种廉价、绿色、稳定且易于制备的Cu HCF@CNF膜材料有望实现复杂地热水中Cs+的吸附回收。
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