核應(yīng)急廢水處理用普魯士藍-碳納米管海綿吸附材料及性能.pdf

1、全球性的能源危機帶來了核能及核技術(shù)的蓬勃發(fā)展。與此同時,核能行業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境問題逐漸暴露在我們面前,其中核廢水的排放和泄露嚴重影響人們的健康安全和生活環(huán)境。因此,大力發(fā)展核應(yīng)急廢水處理技術(shù)備受重視。
　　常用的放射性廢水處理技術(shù)是離子交換法,而技術(shù)關(guān)鍵在于交換材料的制備。本文利用資源豐富、價格低廉的聚氨酯海綿為模板、以酚醛樹脂為炭源,制備了三維開架多孔的碳納米管海綿。并從中選擇最適合炭化溫度的海綿作為基底,通過原位生長法將 Fe-F

2、e(II)、Ni-Fe(II)和 Ni-Fe(Ⅲ)普魯士藍連接到碳納米管海綿上。通過 SEM、XRD、殘?zhí)柯屎腕w積收縮率等表征證明,模板法得到的樣品復制了海綿的三維立體孔洞結(jié)構(gòu),其孔的表面和孔壁分布著大量的碳納米管。而不同炭化溫度的基底對普魯士藍的生長有很大影響,400°C為比較理想的炭化溫度。通過SEM、IR對三種普魯士藍/碳納米管海綿表征結(jié)果表明,普魯士藍沿著海綿孔隙表面的碳納米管生長。利用ICP測試得出Ni-Fe(II)普魯士藍含

3、量占Ni-Fe(II)普魯士藍/碳納米管海綿樣品的4.63 wt％。
　　本文具體研究了碳納米管海綿和 Ni-Fe(II)普魯士藍/碳納米管海綿對 Cu2+的去除率隨時間、吸附劑劑量和溶液pH值變化的影響。實驗結(jié)果表明,相對于純碳納米管海綿,Ni-Fe(II)普魯士藍/碳納米管海綿同時兼?zhèn)淞宋胶碗x子交換性能,但主要表現(xiàn)為離子交換作用。Ni-Fe(II)普魯士藍/碳納米管海綿對Cu2+的去除率隨時間的增大而增強,在4 h左右達到平

4、衡。在中性和弱酸性條件下,Ni-Fe(II)普魯士藍/碳納米管海綿去除效果最佳。在室溫25°C, pH=6,超聲4 h,用量為1 g時,樣品對Cu2+最大的吸附容量為9.783 mg/g。Ni-Fe(II)普魯士藍/碳納米管海綿的平衡吸附容量與Cu2+濃度之間的關(guān)系符合弗羅因德利希模型。
　　論文研究了 Ni-Fe(II)普魯士藍/碳納米管海綿對不同價態(tài)離子的選擇性。在 Ni-Fe(II)普魯士藍/碳納米管海綿在與一價Cs+溶液反