鈾作為放射性核素之一和核反應(yīng)堆的主要燃料,通過與核燃料循環(huán)有關(guān)的大多數(shù)過程和活動,包括采礦,碾磨和廢核再加工,對環(huán)境構(gòu)成嚴重威脅。溶解性的鈾主要以UO₂²⁺形式存在,兼具放射性和化學毒性,且能通過食物鏈積聚最終對人體健康造成潛在危害。吸附法因具有操作簡單、處理效率高等優(yōu)點而備受關(guān)注。本研究利用β-環(huán)糊精（β-CD）對介孔二氧化硅（SBA-15）進行改性,采用后接枝法合成新型吸附劑（SBA-15-CD）;探討了溶液pH值,投加量,吸附時間,溫度等因素對吸附的影響,并通過FTIR和XPS分析研究改性材料對U（Ⅵ）的吸附機理,得到的研究結(jié)果如下:（1）以三乙氧基（3-異氰酸丙基）硅為交聯(lián)劑,采用后接枝法合成了β-環(huán)糊精改性介孔二氧化硅材料（SBA-15-CD）。引入β-CD改性后的SBA-15-CD上出現(xiàn)了顆粒狀物質(zhì)表明已接枝成功,且功能化過程并未使母體材料的主體結(jié)構(gòu)遭到破壞。SBA-15-CD比表面積和孔體積均小于純的SBA-15,但平均孔徑有所增大。（2）SBA-15-CD對U（Ⅵ）的吸附試驗結(jié)果表明:最佳吸附pH值為5,最佳投加量為0.20g... 

【文章來源】：南華大學湖南省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

SBA-15的結(jié)構(gòu)示意圖

12SBA-15表面上，制備出新型有機—無機復(fù)合型吸附劑SBA-15-CD，用于低濃度含鈾廢水的處理。主要研究內(nèi)容有：(1)通過改變β-CD的接枝量來優(yōu)化合成條件，制備出U(VI)吸附量最佳的改性材料SBA-15-CD，并用掃描電鏡（SEM）、X射線粉末衍射（XRD）和比表面積（BET）等手段進行表征分析其結(jié)構(gòu)變化；(2)通過單因素實驗方法，考察溶液初始pH值、SBA-15-CD投加量、吸附時間、溫度等因素對SBA-15-CD吸附U(VI)的影響，確定最佳吸附條件；(3)進行SBA-15-CD對U(VI)的吸附動力學、等溫吸附研究及熱力學分析，再利用傅里葉紅外光譜（FTIR）和X射線光電子能譜（XPS）分析技術(shù)進一步揭示SBA-15-CD對U(VI)的作用機制；(4)通過吸附—解吸實驗考察其可再生利用性能。1.5.3技術(shù)路線圖1.2技術(shù)路線圖

15圖2.1SBA-15-CD（SBA-15-2CD）的合成路線為了更好地比較兩種不同β-環(huán)糊精接枝量的改性材料SBA-15-CD和SBA-15-2CD對U(VI)的吸附效果，吸附劑投加量均取為0.10g/L，在溫度為30℃、溶液初始pH為5的條件下，考察吸附時間為3~240min時SBA-15-CD和SBA-15-2CD吸附50mL5mg/L鈾溶液的結(jié)果如下：0306090120150180210240270300404244464850q/(mg/g)t/minSBA-15-CDSBA-15-2CD圖2.2不同吸附時間下SBA-15-CD和SBA-15-2CD的吸附性能由圖2.2可知，兩種材料SBA-15-CD和SBA-15-2CD在吸附前5min內(nèi)對U(VI)的吸附量急劇增加，這是因為吸附劑改性后比表面積增大且表面含有大量的結(jié)合位點供U(VI)結(jié)合；之后SBA-15-CD和SBA-15-2CD吸附量增幅逐漸變緩，且SBA-15-CD的單位吸附容量高于SBA-15-2CD，因為β-環(huán)糊精大分子占據(jù)了原有介孔二氧化硅的孔道，增加了U(VI)進入深孔的擴散阻力，接枝量越大阻力越大。


本文編號：2911704