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(huì)對水生生物以及人體造成嚴(yán)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(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注。但目前已被報(bào)道的吸附劑存在較多缺點(diǎn)，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(xiàng)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(jī)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(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明，在pH為3、反應(yīng)溫度為328.15K、U(VI)初始濃度為340mg/L時(shí)，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(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型，且對鈾的吸附過程是一個(gè)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(dá)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(jī)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(yīng)溫度為328.15K、鍶離子初始濃度為140mg/L時(shí)，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(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型且吸附過程是一個(gè)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(dòng)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(shí)間和耗竭時(shí)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(shí)間和耗竭時(shí)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(dá)到62.671％。海藻酸鈣/沸石核殼微球吸附劑對鍶

5、的吸附機(jī)理為離子交換。
　　3、運(yùn)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(dāng)pH為4、溫度為298.15K、初始氟離子濃度為150mg/L、吸附時(shí)間為900min時(shí)，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(shí)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(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型且對氟離子的吸附過程是一個(gè)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(dòng)態(tài)吸附結(jié)果表明：隨著填料高度的增加，穿透時(shí)間和耗竭時(shí)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(shí)間和耗竭時(shí)間都將縮短。海藻酸鑭/Fe3O4磁性核殼微球吸附劑重復(fù)利用三次后，對氟離子的吸附量仍可達(dá)到17.592mg/g。海藻酸