海藻酸鹽核殼微球吸附劑的構(gòu)建及其性能研究.pdf

1、鈾礦加工過程中產(chǎn)生含有鈾、鍶、氟廢水會對水生生物以及人體造成嚴重危害，廢水中鈾、鍶、氟的去除方法和材料的研究具有重要意義。與其他去除方法相比，吸附法由于其工藝簡單、費用低等優(yōu)點受到廣泛的關(guān)注。但目前已被報道的吸附劑存在較多缺點，如較低吸附量和回收處理困難等。因此，開發(fā)一種環(huán)境友好、去除效率高的吸附劑是亟待解決的問題。本課題在核能開發(fā)專項的資助下，采用同軸電噴技術(shù)構(gòu)建了海藻酸鹽核殼微球吸附劑，研究其對鈾、鍶、氟離子的吸附以及吸附機理，主要

2、內(nèi)容如下：
　　1、以環(huán)境友好的海藻酸鈉和凹凸棒粘土為材料，以無水氯化鈣為交聯(lián)劑，采用同軸電噴技術(shù)，構(gòu)建一種海藻酸鈣/凹凸棒粘土核殼微球吸附劑，對其鈾吸附性能進行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明，在pH為3、反應溫度為328.15K、U(VI)初始濃度為340mg/L時，海藻酸鈣/凹凸棒粘土核殼微球?qū)(VI)的飽和吸附容量為：199.345mg/L。吸附過程符合線性Langmuir等溫吸附模型及準二級動力學模型，且對鈾的吸附過程是一個吸熱

3、、自發(fā)的過程。海藻酸鈣/凹凸棒粘土核殼微球吸附材料循環(huán)利用4次后對鈾的吸附量仍能達到16.682mg/g。海藻酸鈣/凹凸棒粘土核殼微球吸附劑對鈾的吸附機理為離子交換和靜電吸引。
　　2、以海藻酸鈉和沸石為主要原料，合成一種海藻酸鈣/沸石核殼微球吸附劑，系統(tǒng)探究了其對鍶離子的吸附性能。結(jié)果表明，pH為4、反應溫度為328.15K、鍶離子初始濃度為140mg/L時，海藻酸鈣/沸石核殼微球?qū)︽J的飽和吸附容量為：83.310mg/g。海藻

4、酸鈣/沸石核殼微球?qū)︽J的吸附符合Freundlich吸附等溫模型及準二級動力學模型且吸附過程是一個吸熱、自發(fā)、熵增的過程。研究了不同鍶離子濃度、填料高度、流速對海藻酸鈣/沸石核殼微球動態(tài)吸附鍶離子的影響。結(jié)果表明，隨著填料高度的增加，穿透時間和耗竭時間都將向后延遲，隨著流速和初始鍶離子濃度的增加，穿透時間和耗竭時間都將縮短。海藻酸鈣/沸石核殼微球吸附劑經(jīng)過三次再生后，對鍶離子的去除率可達到62.671％。海藻酸鈣/沸石核殼微球吸附劑對鍶

5、的吸附機理為離子交換。
　　3、運用同軸電噴的方法構(gòu)建出一種海藻酸鑭/Fe3O4磁性核殼微球吸附劑，系統(tǒng)研究了其對氟離子的靜態(tài)吸附效果。結(jié)果表明，當pH為4、溫度為298.15K、初始氟離子濃度為150mg/L、吸附時間為900min時，海藻酸鑭/Fe3O4磁性核殼微球?qū)Ψx子的吸附量最大為66.284mg/g；共存離子為：Sr2+、UO22+、SO42-、Cl-、HCO3-、PO43-濃度在0-20mg/L時對吸附劑吸附氟離子幾

6、乎沒有影響。海藻酸鑭/Fe3O4磁性核殼微球?qū)Ψx子的吸附符合Freundlich吸附等溫模型及準二級動力學模型且對氟離子的吸附過程是一個放熱、自發(fā)、熵增的過程。海藻酸鑭/Fe3O4磁性核殼微球?qū)Ψx子的動態(tài)吸附結(jié)果表明：隨著填料高度的增加，穿透時間和耗竭時間都將向后延遲，隨著流速和初始鍶離子濃度的增加，穿透時間和耗竭時間都將縮短。海藻酸鑭/Fe3O4磁性核殼微球吸附劑重復利用三次后，對氟離子的吸附量仍可達到17.592mg/g。海藻酸