冠醚-離子液體負(fù)載碳納米管對鈾的去除性能研究.pdf

1、離子液體，新一代最具有發(fā)展?jié)摿Φ娜軇?，其?yōu)良的特性已經(jīng)吸引了各行各業(yè)專業(yè)人士的研究興趣。以離子液體替代有毒、易燃、易揮發(fā)的有機(jī)物用于高放廢液的處理的研究方興未艾。本文選用了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（C4mimPF6）、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（ C6mimPF6）及1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽（C4mimNTf2）三種離子液體。首先將離子液體作為溶劑，將所選的二環(huán)己基-18-冠醚-6（DCH18C6）溶解，

2、得到冠醚-離子液體體系。然后用冠醚-離子液體體系對水相中的鈾酰離子進(jìn)行萃取研究，最后將冠醚-離子液體體系用物理負(fù)載法負(fù)載到碳納米管上制成吸附材料，進(jìn)一步用未負(fù)載以及負(fù)載化的碳納米管對水相中的鈾的吸附效果及規(guī)律做一系列研究，主要研究結(jié)果如下：
　　以二環(huán)己基-18-冠醚-6為萃取劑，以所選的三種離子液體為溶劑的冠醚-離子液體萃取體系對水相中鈾酰離子（UO22+）的萃取實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：UO22+在1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟磺酰亞

3、胺鹽（[C4min] NTf2）體系的去除效率明顯高于六氟磷酸鹽類（PF6-）離子液體。在水相中當(dāng)硝酸濃度在3mol/L左右時萃取效率最高，體系的萃取效率隨著萃取劑濃度的增加而變大，共存離子的加入會降低體系的萃取效率，但是當(dāng)加入的是硝酸根離子時，萃取率會相應(yīng)增大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及萃取后離子液體相的紅外圖譜分析可以判斷此萃取體系主要為陽離子交換過程。
　　通過物理負(fù)載法得到的冠醚-離子液體體系負(fù)載型碳納米管對鈾的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)

4、pH為5到6之間時，三種吸附材料的吸附容量達(dá)到最大，隨著鈾初始濃度的增加，相應(yīng)的吸附容量也增大。當(dāng)吸附時間超過60分鐘后，吸附基本達(dá)到平衡，隨著溫度的不斷上升，吸附材料的吸附容量都相應(yīng)的提高，說明本實(shí)驗(yàn)用的吸附材料對鈾的吸附過程屬于吸熱過程，溫度的升高有助于其對鈾更好的吸附。同時我們還對未進(jìn)行負(fù)載的碳納米管進(jìn)行了對比試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過負(fù)載后的碳納米管吸附容量明顯高于未負(fù)載的碳納米管。將吸附實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行動力學(xué)和熱力學(xué)擬合，結(jié)果表明四種吸