復(fù)合磁性納米吸附劑的制備及對(duì)鈾的吸附研究.pdf

1、核能是綠色可靠高效安全的能源，科學(xué)利用核能已成為許多國(guó)家應(yīng)對(duì)解決氣候問(wèn)題和化石能源短缺現(xiàn)狀的戰(zhàn)略選擇。鈾是核能開(kāi)發(fā)必不可少的儲(chǔ)備物質(zhì)，但鈾礦開(kāi)采、鈾礦加工、鈾濃縮、核燃料循環(huán)等核能開(kāi)發(fā)過(guò)程均會(huì)產(chǎn)生大量含鈾廢水，以放射毒性和化學(xué)毒性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人體造成損傷，鈾開(kāi)采的環(huán)境成本日益增大。因此，研發(fā)高效的含鈾廢水治理與修復(fù)技術(shù)，對(duì)緩解環(huán)保壓力意義重大。
　　吸附法因取材廣泛、操作簡(jiǎn)單、處理效率高、成本低廉，日益成為含鈾廢水治理研究熱點(diǎn)，其

2、研究重點(diǎn)主要集中在高效吸附鈾的功能材料選擇與制備。磁性納米材料與傳統(tǒng)吸附材料比較，具有納米尺寸效應(yīng)顯著、表面活性高、易于固液分離等優(yōu)點(diǎn)，如何對(duì)其進(jìn)行有效的表面改性處理，抑制團(tuán)聚，提升吸附性能與材料穩(wěn)定性已成為磁性納米吸附劑研發(fā)熱點(diǎn)。
　　本論文主要集中于功能化磁性納米吸附劑的制備和對(duì)鈾吸附性能的研究，主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　1、使用共沉淀法制備磁性納米粒子（MN）[1]，加入3-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（E

3、PPTMS）、正硅酸乙酯與 Fe3O4磁性納米粒子（MN）表面基團(tuán)發(fā)生共聚反應(yīng)，利用包埋的表面改性方式，制得表面富有含氧活性基團(tuán)的復(fù)合磁性納米吸附劑（EPPTMS-MN）；使用掃描電鏡（SEM）、傅里葉紅外光譜（FT-IR）、X-晶體衍射儀（XRD）、熱重分析儀（ TGA）對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析，并研究了EPPTMS-MN對(duì)鈾的吸附性能及其機(jī)理。結(jié)論主要包括：（1）新型磁性納米功能吸附劑EPPTMS-MN表面疏松，平均粒徑約為100

4、nm且均勻度高；與 EPPTMS接枝狀況良好，其表面活性基團(tuán)與納米粒子的高比表面積均有利于對(duì)鈾的吸附，其磁學(xué)性能也便于分離與回收。（2）EPPTMS-MN對(duì)鈾具有良好吸附性能，在初始pH值為6，溫度為30℃，EPPTMS-MN對(duì)初始濃度為20mg/L鈾溶液的1h吸附率可高達(dá)97.6％，對(duì)低濃度鈾溶液的吸附率在98%以上。利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，可知 EPPTMS-MN對(duì)鈾吸附是一個(gè)單層吸附為主的化學(xué)吸附過(guò)程，輔以多層吸附與孔內(nèi)擴(kuò)散。（