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放射性核素锶是放射性废水中的主要成分,具有较长的半衰期和持续的生物毒性。金属硫化物是最近发展起来的一种无机吸附剂,对水中放射性核素表现出良好的吸附性能,具有潜在的研究与应用价值。本文通过简单的一步水热合成法合成了一种新型的金属硫化物NaTS。以单因素和正交实验的方法,探究了无水碳酸钠、水量、合成温度和时间对合成产物的影响,确定了相对最优合成条件为:无水碳酸钠用量0.024 mol,水量2 mL,合成温度200℃和合成时间24 h。另外,采用多种表征手段对NaTS的形貌特征、元素组成和结构稳定性进行研究。结果表明:金属硫化物NaTS是由六边形晶体叠加而成的片层状结构;化学式为Na2Sn3S7,Na、Sn和S元素在金属硫化物表面均匀分布;金属硫化物在pH值为313的范围内具有化学稳定性,在低于560℃时具有热稳定性。本文通过吸附动力学、吸附等温线、影响因素和吸附选择性实验,系统地研究了金属硫化物吸附剂NaTS对放射性Sr2+的吸附性能和吸附机理。结果表明:NaTS对Sr2+的吸附在5 min内达到平衡,且符合拟二级动力学模型和颗粒内扩散模型;Langmuir模型可以很好地对吸附等温线进行拟合,且NaTS对Sr2+的最大理论吸附容量在283、298和313 K温度下分别为76.3、80.0和84.8 mg/g;当初始Sr2+浓度为5 mg/L时,NaTS对Sr2+的分配系数高达3.4×107 mL/g;当NaTS的投加量为0.5 g/L时,Sr2+去除率为99.98%;在313的pH值范围内,NaTS对Sr2+表现出高亲和力(Kd≥1.3×105 mL/g);四种共存离子对Sr2+的影响程度为:Ca2+>Mg2+>Na+>K+;吸附剂NaTS在自来水和湖水中对Sr2+具有较强的吸附选择性。另外,通过表征手段分析和吸附实验验证可知NaTS的吸附机制为离子交换。通过解吸实验可知Sr2+在水中的解吸率可以忽略。总之,吸附剂NaTS可快速、高效且高选择性地从强酸性或极碱性放射性废水中去除Sr2+,在放射性锶废水应急处理中具有潜在的应用价值。