介绍
磷钼酸铵((NH4)3P(Mo3O10)4·3H2O,AMP)对Cs+具有良好的选择性和交换能力，即使在强酸性介质中也是如此，是吸附Cs+的理想材料。然而，由于AMP细小的粉末形貌和微晶性质，不能直接用于吸附柱上负载，也难以通过离心或铯离子吸附后过滤从污染溶液中分离。并且，其自身表面活性低、易团聚等缺点阻碍了其在Cs吸附领域的应用。
图一 磷钼酸铵
结构
磷钼酸铵具有笼状结构的Keggin骨架，可用于Cs+交换。其中，12个MoO6八面体形成一个中心球，PO43−位于球的中心，以及一系列规则排列的O原子，共同组成了Keggin结构的[P(Mo12O40)]3−阴离子。[P(Mo12O40)]3−的大球状阴离子与NH4+离子和H2O分子发生缔合，这些离子和分子随后填充在阴离子之间的空隙中。
图二 磷钼酸铵的Keggin结构
复合材料的性能
为了解决磷钼酸铵微晶结构和柱装系统中不理想的水力特性，提高 AMP 的实际应用价值，研究人员们通常将 AMP 固定在不同功能的底物上，合成复合材料。其载体基质可分为无机类载体和有机类载体。
无机类载体包括介孔二氧化硅 (SiO2)、活性炭、金属有机框架（MOF）等。采用孔结晶法制备了硅基磷钼酸铵 (AMP/SiO2)，硬质多孔二氧化硅载体具有孔隙率高 (60%)、孔径大、抗辐射性能好等特点。AMP/SiO2 对实际海水中 137Cs 的去除效率为 97.1%，不同淋洗剂均可实现 Cs 及其共存离子的分离回收，Cs 的回收率可达 90%以上。采用溶剂热法合成了 MOF-76 (Sm) 表面接枝 AMP 的新型复合吸附剂 (AMP@MOF-76(Sm))，能从溶液中吸附 Rb 和 Cs，最大吸附量分别为 0.490 mmol/g 和 0.434 mmol/g。可方便地重复使用至少四次。
有机类载体包括聚丙烯腈 (PAN)、海藻酸钙 (SA)、聚乙烯醇 (PVA) 等。将磷钼酸铵与聚丙烯腈混合造粒开发一种添加了致孔剂的AMP–PAN–N20 吸附剂，用于去除地下水中的 Cs+。多孔AMP–PAN–N20 微球具有更小的粒径、更大的吸附容量和更快的吸附速率，能在较高的竞争离子浓度下有效地吸附 Cs+，还利用含 Cs 的地热水进行了柱吸附试验，最大动态吸附容量为 25.62 mg/g。
离子选择性
在室温、自然 pH、Cs+初始浓度 100 mg/L、PEG–磷钼酸铵 MNs 投料量 9 mg/mL、接触时间 30 min 的条件下进行了竞争离子实验。其中，分别将 100–300 mg/L 的 Na+、K+和 Ca2+加入 Cs+溶液中，用 ICP-MS 测量吸附后溶液中的 Cs+浓度，对应的吸附效率与分配系数如图三所示[1]。
图三 磷钼酸铵的Cs离子选择性
参考文献
[1]付成云.磷钼酸铵复合材料的制备及其对铯的吸附性能研究[D].西南科技大学,2024.DOI:10.27415/d.cnki.gxngc.2024.000472.