胺基功能化二氧化硅尿醛骨架介孔材料合成與對(duì)鈾的吸附研究.pdf

1、在核工業(yè)生產(chǎn)中，從核電站、鈾礦堆浸、鈾礦就地浸出等流程產(chǎn)生的含鈾廢水會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，進(jìn)而危害人體健康和對(duì)其它生物造成嚴(yán)重?fù)p害。
　　本文采用了將二氧化硅水溶膠微粒附著于尿醛樹脂并加以固化處理、灼燒去除尿醛骨架的方式制備了介孔二氧化硅材料。再通過采用三種不同的接枝方式，制備了三種不同的胺基功能化介孔二氧化硅吸附材料（APTES、TPDA和 NNSO）。實(shí)驗(yàn)對(duì)獲得的三種吸附材料進(jìn)行了掃描電鏡分析、能譜分析、BET比表面吸附分析、X射

2、線光電子分析、碳13固體核磁共振分析、Zeta表面電位分析。取得材料的結(jié)構(gòu)、表征、化學(xué)組成等一系列詳細(xì)參數(shù)；數(shù)據(jù)表明，本實(shí)驗(yàn)首先成功制備了比表面積高達(dá)683.64m2/g的介孔二氧化硅吸附材料；然后通過化學(xué)接枝方式處理介孔二氧化硅吸附材料制備了三種具備不同表面元素含量胺基功能化二氧化硅材料。
　　在研究合成吸附材料對(duì)鈾吸附性能的實(shí)驗(yàn)中，采用了紫外-可見分光光度測(cè)定法和電感耦合等離子體質(zhì)譜分析了各個(gè)樣品在不同pH條件、不同接觸時(shí)間、

3、不同固液比等條件下對(duì)含鈾水溶液中鈾的吸附效果，并擬合了Langmuir吸附曲線。實(shí)驗(yàn)證明，所制備的三種材料能在1:2000固液比條件下對(duì)初始鈾濃度為3.6 mg/L，溶液pH為3.5-5.5的硫酸鈾酰和對(duì)初始鈾濃度為3.6 mg/L，溶液pH為6.5-9.5的碳酸鈾酰中的鈾達(dá)到99％以上的吸附去除率；吸附材料在與含鈾水溶液接觸時(shí)間為5 min即可達(dá)到較高吸附效果；吸附效果受固液比影響較小。通過用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)吸附曲線進(jìn)行擬合表明，該吸附過程

4、以物理吸附為主；在 pH=5.0左右時(shí)，吸附材料的吸附容量達(dá)到最大。效果最好的樣品能將硫酸鈾酰溶液中的鈾濃度從初始的3.6 mg/L吸附降低至0.79μg/L，此時(shí)鈾去除率為99.98%。本實(shí)驗(yàn)還用制備的吸附材料與D201樹脂、介孔二氧化硅材料進(jìn)行了對(duì)鈾的吸附能力對(duì)比；結(jié)果表明本實(shí)驗(yàn)制備的三種吸附材料對(duì)低濃度的鈾溶液比D201樹脂有更好的去除能力，比介孔二氧化硅材料有更大的吸附容量。另外，吸附材料脫附實(shí)驗(yàn)表明，0.1 mol/L硝酸可以