負(fù)載雙金屬離子的多糖微球材料及其氟鈾共吸附特性研究.pdf

1、在核燃料鈾純化轉(zhuǎn)化過程中將產(chǎn)生大量含鈾、氟廢水，廢水的排放會造成水體環(huán)境中氟、鈾污染，對人和動植物產(chǎn)生危害，因此，廢水中的鈾、氟離子的去除是十分必要的。吸附法，由于其具有對低濃度放射性廢水效果好，靈活性高，吸附劑可再生，且吸附劑價格低等優(yōu)勢，而備受關(guān)注。但現(xiàn)有吸附劑只對氟離子，鈾離子中的一種具有吸附功能，而不能同時去除此兩種離子。因此，研發(fā)具有高效低成本特點的新型雙功能吸附劑成為關(guān)鍵。本研究制備了兩種吸附劑，羧甲基魔芋葡甘聚糖負(fù)載鑭鋁(

2、CMKGM-La-Al)球形吸附劑，以及海藻酸鈉/羧甲基纖維素負(fù)載鈣鋁(SA/CMC-Ca-Al)球形吸附劑。并系統(tǒng)的研究了吸附劑對鈾、氟離子的吸附特性，吸附機(jī)理，再生特性，后處理技術(shù)等。具體內(nèi)容如下：
　　1、采用溶膠-凝膠法，利用電噴裝置，制備出CMKGM-La-Al微球吸附劑。對不同La/Al質(zhì)量比及不同質(zhì)量濃度的CMKGM對微球凝膠強(qiáng)度的影響進(jìn)行了研究，并探討了CMKGM-La-Al吸附劑對鈾酰根離子、氟離子的吸附特性。得

3、出制備微球凝膠強(qiáng)度較大的CMKGM-La-Al微球吸附劑的最佳條件：La/Al質(zhì)量比為2:1，CMKGM的質(zhì)量濃度為4％。吸附優(yōu)化條件為: pH5.0，濃度40mg L-1，反應(yīng)時間15h時，CMKGM-La-Al微球吸附劑對鈾酰根離子的吸附量最大為45.45mg g-1；pH2.0，溫度25℃，濃度40mg L-1，反應(yīng)時間4h時，CMKGM-La-Al微球吸附劑對氟離子的吸附量最大為20.37mg g-1。研究了CMKGM-La-A

4、l微球?qū)︹欟８x子、氟離子的等溫吸附模型，動力學(xué)模型及熱力學(xué)模型，結(jié)果表明：吸附均符合Langmiur等溫模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，CMKGM-La-Al微球?qū)︹欟８x子、氟離子的吸附過程均為自發(fā)的。溶液中存在的如HCO3-,NO3-,SiO32-,Cl-等不同陰離子，對CMKGM-La-Al吸附劑除氟除鈾效果的影響并不顯著。吸附鈾后的CMKGM-La-Al吸附劑再生5次后，再生率在80%以上；吸附氟后的吸附劑，經(jīng)4次再生后，再生率在72

5、%以上。焚燒后的燒失率均在90%以上。對吸附劑進(jìn)行了SEM，F(xiàn)T-IR，EDX，pHpzc及XPS等表征，推測CMKGM-La-Al微球?qū)Ψx子和鈾離子的吸附機(jī)理，CMKGM-La-Al微球吸附劑可以高效去除溶液中的氟離子和鈾離子，是一種具有應(yīng)用前景的吸附劑。
　　2、采用溶膠共混、溶膠-凝膠法，利用電噴裝置，制備了SA/CMC-Ca-Al復(fù)合微球吸附劑。研究了SA/CMC質(zhì)量比、鈣離子（Ca2+）及鋁離子(Al3+)質(zhì)量濃度對S

6、A/CMC-Ca-Al微球凝膠強(qiáng)度的影響，在SA/CMC質(zhì)量比為9:1，且溶液濃度為2.5wt%，Ca2+濃度為3wt%，Al3+濃度為7.5wt%的條件下，制備出凝膠強(qiáng)度最大的微球吸附劑。探討了SA/CMC-Ca-Al微球吸附劑對鈾、氟離子的吸附特性，優(yōu)化條件為：pH4.0，溫度25℃，濃度100mg L-1，吸附時間15h，SA/CMC-Ca-Al對鈾酰根離子的最大吸附量為101.76mg g-1；pH2.0，溫度25℃，濃度100

7、mg L-1，吸附時間4h，SA/CMC-Ca-Al對氟離子的最大吸附量為35.98mg g-1。研究了SA/CMC-Ca-Al微球吸附劑對鈾、氟離子的等溫模型，動力學(xué)模型和熱力學(xué)模型，結(jié)果表明：SA/CMC-Ca-Al吸附劑對鈾離子，氟離子的吸附均符合Langmiur等溫模型；對鈾離子符合準(zhǔn)一級動力學(xué)模型，對氟離子符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。溶液中存在的如Zn2+，Mg2+，Co2+，Pb2+，Ni2+，HCO3-,NO3-,SiO32-,

8、SO42-,Cl-等不同陰陽離子對SA/CMC-Ca-Al吸附劑除氟鈾效果的影響并不顯著。吸附氟，鈾后的SA/CMC-Ca-Al吸附劑經(jīng)5次再生后，再生率分別在75%和98%以上。焚燒后吸附劑的燒失率均在89%以上。對吸附劑進(jìn)行了SEM、FT-IR、EDX和XPS表征，研究SA/CMC的改性和SA/CMC-Ca-Al吸附機(jī)理。SA/CMC-Ca-Al是一種很有前景的吸附劑。
　　3、研究了在不同柱高、初始離子濃度、填料高度時SA/