固定化真菌微球吸附鈾的研究.pdf

1、鈾礦開采及選冶過程中產(chǎn)生的廢水是造成水環(huán)境鈾污染的主要來源。溶解態(tài)的六價鈾(U(VI))隨著水流的遷移而在水體中聚集，這對環(huán)境造成極大的危害。此外，水體中的鈾可以通過食物鏈循環(huán)而進入到人體，對人體腎臟造成損傷而威脅人類身體健康。有研究表明，生物吸附法是治理鈾污染水體的有效的方法之一，而微生物可以作為安全有效的生物吸附劑使用。
　　在本研究中，采用海藻酸鈣包埋黑曲霉粉末的方法制備固定化黑曲霉微球。通過靜態(tài)批次實驗，研究溶液pH值、反

2、應時間、初始鈾濃度以及生物投加量對固定化黑曲霉微球吸附鈾的影響。通過實驗數(shù)據(jù)擬合Langmuir、Freundlich和Redlich-Peterson等溫吸附模型來分析固定化黑曲霉微球對鈾的吸附平衡。在30℃獲得微球吸附鈾的實驗數(shù)據(jù)擬合Lagergren準一級動力學、準二級動力學和顆粒內擴散方程分析鈾的吸附行為。熱力學參數(shù)包括吉布斯自由能變化ΔGo、熵變ΔSo和焓變ΔHo則通過ln Kd對溫度倒數(shù)1/ T作圖并直線擬合并由直線的斜率及

3、截距計算獲得。采用電鏡掃描聯(lián)用能譜分析技術觀察檢測固定化黑曲霉微球表面吸附鈾前后的形態(tài)及成分變化。
　　研究結果表明，采用海藻酸鈣固定化技術可以明顯提高吸附劑對鈾的吸附容量。溶液pH值對固定化黑曲霉微球吸附鈾過程影響較大，其最佳的pH值為5.0，并且吸附反應在9h達到平衡。微球對鈾的吸附平衡數(shù)據(jù)符合 Langmuir等溫吸附模型，在30℃條件下對鈾的最大吸附容量為649.4 mg/g。微球對鈾的吸附行為符合準二級動力學和顆粒內擴散

4、模型，其對鈾的吸附過程同時受到質量傳遞、活性位點吸附以及微球內部擴散影響。通過分析不同溫度下的鈾吸附實驗數(shù)據(jù)計算獲得了吸附反應過程中的ΔHo(26.45 kJ/mol)、ΔSo(0.167 kJ/mol K)及ΔGo，結果表明微球對鈾的吸附反應自發(fā)進行，為吸熱反應。電鏡掃描聯(lián)用能譜分析表明固定化黑曲霉微球對鈾具有強的吸附能力。硝酸或者鹽酸可以有效地解析固定化黑曲霉微球吸附的鈾。綜上所述，固定化黑曲霉微球可以作為一種有效的吸附劑來去除并回