近期，我校先进核燃料循环化工研究中心负责人韦悦周教授团队与埃及国家核材料机构（NMA）围绕矿产资源开发利用等工业活动引发的放射性及重金属污染治理的合作研究取得了重要进展，3篇高水平学术论文相继发表在化工及核工程领域TOP期刊上。其中题为“FunctionalizedBiobased composite for Metal Decontamination – Insight on Uranium and Application to Water Samples Collected from Wells in Mining Areas (Sinai, Egypt)”及 “Functionalization of Magnetic Chitosan Microparticles for High-Performance Removal of Chromate from Aqueous Solutions and Tannery Effluent”的两篇论文已被化工类顶级期刊Chemical Engineering Journal（中科院一区，IF：13.273）在线发表，另一篇题为“Effect of Bi‑functionalization Silica Micro Beads on Uranium Adsorption from Synthetic and Washing Pregnant Uranyl Solutions”的论文发表在Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry期刊上。3篇论文均以南华大学为第一单位，NMA的M. F. Hamza教授（南华大学特聘研究员）为第一作者，韦悦周教授为通讯作者。
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中埃两国都是矿产资源大国，矿产资源的开发利用是支撑国民经济发展的重要基础产业之一，每年由于矿物开采及加工冶炼产生了大量的废水。铀矿、稀土矿等的开采及加工过程的废水中含有铀、钍、镭等放射性核素以及有色金属矿产开发利用及皮革加工等废水中的铬、铅、镉、砷等重金属对人类健康及生态环境构成了严重的威胁。近年来，韦悦周教授团队与NMA Hamza教授团队针对金属矿产开发利用引发的含放射性物质的污染水以及皮革加工等产生的重金属废水处理开展了密切的合作研究。
韦悦周教授等人研制了以小颗粒（50～100微米）大孔径（几十至数百纳米）的多孔性二氧化硅为载体的系列新型功能复合吸附剂。由于吸附剂的粒径小且孔隙率大，使得离子在粒内扩散速度非常快，从而显著提高吸附速度。且因有机聚合物被局限在刚性的载体孔内，溶液渗透时其膨胀性受到限制，从而在吸附塔内产生的压力损失很低。研究结果表明，与传统的树脂类、沸石类吸附剂相比，吸附速度提高了5-10倍，柱压仅为1/5左右。针对铀的去除，合作团队成功合成了多孔二氧化硅负载型聚丙烯偕胺肟及聚甲基丙烯酸复合吸附剂（PAO-MAc/SiO2），发现其对U(VI)的吸附在25分钟之内达到了吸附平衡，吸附容量达到 233 mg U /g−吸附剂。此外，利用壳聚糖和阿拉伯树胶合成的另一种生态型复合吸附剂对铀的吸附容量高达352mU /g，利用该新型吸附剂对埃及Sinai矿区采集的含微量铀的井水水样的实验结果表明，铀的去除率近100%，且具有很高的选择性，共存的Cu(II), Fe(III), Zn(II)和Pb(II) 等金属离子几乎不被吸附。针对重金属污染废水，以磁性壳聚糖微粒为载体，通过接枝氨噻唑基团和咪唑羧酰胺基团合成了兼具磁性功能的新型复合吸附剂。研究结果表明，该类吸附剂在pH 2的酸性条件下对六价铬的吸附容量达312mg Cr/g,对制革厂酸性废水中铬的高效率去处展现出了很好的应用前景。综上，合作团队近期成功开发的几种环境友好性负载型生物质复合吸附材料，突破了离子交换树脂等传统吸附材料的吸附速度慢、吸附容量低和水力学性能差等瓶颈问题，有望显著提高去除效率并减少二次废物产生量，简化污染水处理体系，解决放射性污染水及重金属废水治理的难题。
论文信息
1、https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131775
2、https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.133967
3、https://doi.org/10.1007/s10967-021-07945-z
