葵花籽殼對溶液中鈾酰離子的吸附性能研究.pdf

1、近年來核電事業(yè)快速發(fā)展，鈾礦的開采和利用量也隨之增加。鈾礦的開采和加工過程以及核設施的退役、核泄露事故等不可避免的會給環(huán)境造成放射性污染。由于放射性污染對人類及環(huán)境的危害極大且難以治理，所以越來越受到人們的關(guān)注。2011年日本福島核電站爆炸事故，更加喚起了全世界各國對放射性污染問題的極大關(guān)注。因此，尋找經(jīng)濟有效的治理方法對保護環(huán)境和人民的身體健康及促進經(jīng)濟的發(fā)展有重要意義。
　　本文選取農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物葵花籽殼作為吸附劑，研究其對溶液中

2、鈾酰離子的吸附性能。通過靜態(tài)實驗分別研究了葵花籽殼改性、時間、溫度、pH、鈾酰離子初始質(zhì)量濃度、葵花籽殼用量等因素對吸附效果的影響，同時模擬實際應用設計了柱實驗，對其動態(tài)吸附行為進行研究，并分別用動力學方程、熱力學方程、吸附等溫線等模型對吸附數(shù)據(jù)進行了分析；最后通過比表面積分析、元素分析、掃描電鏡、能譜分析、紅外光譜分析等方法對改性前后和吸附鈾后的葵花籽殼進行分析和表征，研究其吸附機理。
　　靜態(tài)實驗結(jié)果表明：鹽酸改性對葵花籽殼的

3、吸附性能沒有太大影響，氫氧化鈉改性對鈾酰離子的吸附性能降低，去除率比改性前下降21.49%；吸附反應的最佳 pH為5-6；溫度對葵花籽殼吸附鈾影響很小，實驗可在室溫下進行；葵花籽殼吸附鈾酰離子剛開始進行的很快，去除率在30 min時已經(jīng)超過70%，隨后趨于平緩并逐漸達到吸附平衡；葵花籽殼用量越大，去除率越高，吸附量越??；溶液中鈾酰離子的初始質(zhì)量濃度越大，去除率越低，吸附量越大；常溫下，選取鈾溶液初始質(zhì)量濃度為50 mg/L，調(diào)節(jié)溶液pH

4、為5.0，葵花籽殼用量為1 g/L時，飽和吸附量可達29.21 mg/g。
　　動態(tài)實驗結(jié)果表明：溶液流速、吸附劑用量即吸附柱高度、鈾酰離子初始質(zhì)量濃度對動態(tài)吸附有很大影響。其它條件相同，增大流速，穿透點提前，穿透時間縮短，穿透體積減小，葵花籽殼對鈾的平衡吸附量和去除率均減?。晃絼┯昧吭黾樱街叨仍龃?，穿透點延后，穿透時間延長，穿透體積增大，葵花籽殼對鈾的平衡吸附量減小，去除率增大；增大溶液的鈾酰離子的初始質(zhì)量濃度，穿透點提

5、前，穿透時間縮短，穿透體積減小，葵花籽殼的平衡吸附量增大，去除率減小。當流速150 mL/h，吸附劑用量1.0 g，柱高3 c m，鈾酰離子初始質(zhì)量濃度50 mg/L，pH為5.0時，葵花籽殼對鈾酰離子的動態(tài)平衡吸附量為41.53 mg/g。
　　數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：葵花籽殼對溶液中鈾酰離子的吸附過程符合準二級動力學模型和Freund lic h吸附等溫模型；焓變大于零，是吸熱過程；熵變大于零，是熵驅(qū)動過程；自由能為負值，反應自發(fā)進

6、行。
　　表征分析結(jié)果表明：葵花籽殼、鹽酸改性葵花籽殼、氫氧化鈉改性葵花籽殼的比表面積分別為0.8323 m2/g、0.9256 m2/g和0.4417 m2/g，氫氧化鈉改性葵花籽殼的比表面積最??；葵花籽殼表面粗糙多孔，孔結(jié)構(gòu)分布連續(xù)而又均勻，孔道規(guī)則類似蜂窩狀，孔洞還分布在葵花籽殼的內(nèi)部并互相穿透，有利于吸附；鹽酸改性對葵花籽殼的表面形態(tài)影響不大，氫氧化鈉改性導致葵花籽殼表面變得平滑而緊密，表面積減??；葵花籽殼吸附鈾后，因原來