硫化鉬及其衍生材料對鈾酰根離子的分離性能及機(jī)理探究
發(fā)布時間:2021-11-28 09:11
現(xiàn)代社會進(jìn)入了能源的高速消耗階段,不管是傳統(tǒng)能源的儲量還是其安全問題都給社會發(fā)展的開發(fā)利用帶來了許多困難。核能是目前世界范圍內(nèi)可以達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用并有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源的新能源。但是,核能應(yīng)用產(chǎn)生的放射性廢料,一旦發(fā)生泄漏或處理不當(dāng),將對地球環(huán)境及生物造成巨大的威脅。而在核能的使用中,使用鈾的所占比例很高,而它的衰變產(chǎn)物是生態(tài)環(huán)境中的主要污染物質(zhì)。因此,高效的吸附鈾具有很重要的意義。而硫化物在吸附鈾酰根離子方面的研究取得了很大的進(jìn)展。本文擬利用硫化鉬及其衍生材料對鈾酰根離子的吸附性能及機(jī)理進(jìn)行了探究。本論文的具體研究如下:(1)通過氧化聚合法合成NO3-Ppy前驅(qū)體,再將其與(NH4)3MoS4化學(xué)劑合成新的復(fù)合材料四硫化鉬聚吡咯(MoS4-Ppy),得到的新吸附劑來用于模擬含鈾廢水污染的治理。通過SEM、TEM等表征手段發(fā)現(xiàn)其形態(tài)與聚吡咯相似,都呈小球狀緊密排列。實驗結(jié)果表明MoS4-Ppy能有效去除放射性廢水中的鈾。MoS4-Ppy復(fù)合...
【文章來源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
固相萃取中使用的吸附劑[19]
西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13圖1-2U(VI)在LDH(a)和LDH/GO(b)上的吸附隨pH的變化的建模結(jié)果:T=293K,m/V=1.5g/L,1=0.01mol/LNaClO,Co=10mg/L[33]。Figure1-2ThemodelingresultsofU(VI)adsorptiononLDH(a)andLDH/GO(b)asafunctionofpH:T=293K,m/V=1.5g/L,1=0.01mol/LNaClO,Co=10mg/L[33].②聚合物材料聚合物材料,包括樹脂,纖維素和殼聚糖,骨架強(qiáng)度高且可調(diào)節(jié)理化特性。通常的合成方法是功能單體的聚合,或通過對其骨架進(jìn)行功能化處理,或者對骨架加成聚合。功能性聚合物可在其主鏈或側(cè)鏈上包含多個協(xié)調(diào)或/和荷電基團(tuán)[24]。其中離子交換樹脂對污水的處理效果很好,它已成熟的用于工業(yè)廢水處理。纖維素和殼聚糖由于其無毒,低成本和容易功能化的特點,同時被認(rèn)為是自然界中數(shù)一數(shù)二的最豐富的聚合物,成為潛在的高效吸附劑[25]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫、耐極端條件等高性能的有機(jī)聚合物材料發(fā)展十分迅速,為電子、宇航工業(yè)等提供了很多的新材料。Rivas等[26]通過把擁有兩個乙烯基的單體進(jìn)行了聚合,得到的新聚合物材料有不融水的優(yōu)點。研究了新聚合物材料對重金屬的去除性能,其中對Cu(II)和U(VI)吸附性能表現(xiàn)最優(yōu),pH=5.0時,對U(VI)的去除率達(dá)到95%。Wang等[27]通過利用殼聚糖為原料與環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下反應(yīng)合成新的聚合物材料-交聯(lián)殼聚糖,采用靜態(tài)吸附法研究了一系列條件因素對新聚合物材料吸附鈾的影響,并做了等溫模型參數(shù)和動力學(xué)模型擬合,交聯(lián)殼聚糖最大吸附量為72.46mg/g,因為吸附遵循準(zhǔn)二級動力學(xué)模型所以吸附過程是化學(xué)吸附。Sihn等人[28]設(shè)計出具有永久性孔隙結(jié)構(gòu)的高分子微孔隙聚合物(PIM),這種多孔聚合物是由于它的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是內(nèi)置而修飾引入,PIM上具有偕胺肟側(cè)基,從海水中去
西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文15于它們的價態(tài)一般可以變動,有可能使得介孔材料能應(yīng)用于別的新的領(lǐng)域,所以硅基介孔材料有著可觀的應(yīng)用前景。通常(圖1-3),它們的吸附作用可用控制某些酸來調(diào)節(jié)孔徑的大小,使它得能夠完成大分子的吸附和分離,由于其介孔有序,材料可快速洗凈并且再次重復(fù)利用,所以介孔材料很環(huán)保,又經(jīng)濟(jì)實惠,在吸附領(lǐng)域一直有一定的地位[37]。Liu[38]等人對有序介孔二氧化硅吸附劑(KIT-6)的孔表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了改性以去除甲苯,包括二氧化硅表面上的取代基和孔徑均勻性。結(jié)果表明,三苯基接枝的KIT-6具有比純KIT-6更快的顆粒內(nèi)傳質(zhì)速率。與苯基接枝的KIT-6在無濕條件下相比,三苯基接枝的KIT-6具有比甲苯接枝的KIT-6更高的甲苯吸附能力,這是因為其表面積更大。Liu[39]等人通過使用一種熱處理方法,可以創(chuàng)建富含有機(jī)官能團(tuán)和羥基受限的中孔二氧化硅,該二氧化硅具有顯著提高的耐濕性和甲苯吸附能力。靜態(tài)和動態(tài)地研究了材料的基本吸附行為,以提煉性能增強(qiáng)的功能機(jī)理。二氧化硅和可重復(fù)使用性,這都?xì)w因于持久且穩(wěn)定的表面疏水性。圖1-3幾種吸附劑的接枝反應(yīng)方式及簡圖[39]。Figure1-3Thegraftingreactionmodeandtheabridgeddiagrammaticdrawingsofseveraladsorbents[39].
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]華南某鈾礦開采利用對地表水環(huán)境質(zhì)量的影響[J]. 劉娟,李紅春,王津,宋剛,齊劍英,陳永亨,李祥平,吳穎娟. 環(huán)境化學(xué). 2012(07)
[2]2010年全球鈾礦開采概況[J]. 伍浩松. 國外核新聞. 2011(05)
[3]表面改性秸稈生物質(zhì)環(huán)境材料對水中PAHs的吸附性能[J]. 何嬌,孔火良,高彥征. 中國環(huán)境科學(xué). 2011(01)
本文編號:3524144
【文章來源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
固相萃取中使用的吸附劑[19]
西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13圖1-2U(VI)在LDH(a)和LDH/GO(b)上的吸附隨pH的變化的建模結(jié)果:T=293K,m/V=1.5g/L,1=0.01mol/LNaClO,Co=10mg/L[33]。Figure1-2ThemodelingresultsofU(VI)adsorptiononLDH(a)andLDH/GO(b)asafunctionofpH:T=293K,m/V=1.5g/L,1=0.01mol/LNaClO,Co=10mg/L[33].②聚合物材料聚合物材料,包括樹脂,纖維素和殼聚糖,骨架強(qiáng)度高且可調(diào)節(jié)理化特性。通常的合成方法是功能單體的聚合,或通過對其骨架進(jìn)行功能化處理,或者對骨架加成聚合。功能性聚合物可在其主鏈或側(cè)鏈上包含多個協(xié)調(diào)或/和荷電基團(tuán)[24]。其中離子交換樹脂對污水的處理效果很好,它已成熟的用于工業(yè)廢水處理。纖維素和殼聚糖由于其無毒,低成本和容易功能化的特點,同時被認(rèn)為是自然界中數(shù)一數(shù)二的最豐富的聚合物,成為潛在的高效吸附劑[25]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫、耐極端條件等高性能的有機(jī)聚合物材料發(fā)展十分迅速,為電子、宇航工業(yè)等提供了很多的新材料。Rivas等[26]通過把擁有兩個乙烯基的單體進(jìn)行了聚合,得到的新聚合物材料有不融水的優(yōu)點。研究了新聚合物材料對重金屬的去除性能,其中對Cu(II)和U(VI)吸附性能表現(xiàn)最優(yōu),pH=5.0時,對U(VI)的去除率達(dá)到95%。Wang等[27]通過利用殼聚糖為原料與環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下反應(yīng)合成新的聚合物材料-交聯(lián)殼聚糖,采用靜態(tài)吸附法研究了一系列條件因素對新聚合物材料吸附鈾的影響,并做了等溫模型參數(shù)和動力學(xué)模型擬合,交聯(lián)殼聚糖最大吸附量為72.46mg/g,因為吸附遵循準(zhǔn)二級動力學(xué)模型所以吸附過程是化學(xué)吸附。Sihn等人[28]設(shè)計出具有永久性孔隙結(jié)構(gòu)的高分子微孔隙聚合物(PIM),這種多孔聚合物是由于它的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是內(nèi)置而修飾引入,PIM上具有偕胺肟側(cè)基,從海水中去
西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文15于它們的價態(tài)一般可以變動,有可能使得介孔材料能應(yīng)用于別的新的領(lǐng)域,所以硅基介孔材料有著可觀的應(yīng)用前景。通常(圖1-3),它們的吸附作用可用控制某些酸來調(diào)節(jié)孔徑的大小,使它得能夠完成大分子的吸附和分離,由于其介孔有序,材料可快速洗凈并且再次重復(fù)利用,所以介孔材料很環(huán)保,又經(jīng)濟(jì)實惠,在吸附領(lǐng)域一直有一定的地位[37]。Liu[38]等人對有序介孔二氧化硅吸附劑(KIT-6)的孔表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了改性以去除甲苯,包括二氧化硅表面上的取代基和孔徑均勻性。結(jié)果表明,三苯基接枝的KIT-6具有比純KIT-6更快的顆粒內(nèi)傳質(zhì)速率。與苯基接枝的KIT-6在無濕條件下相比,三苯基接枝的KIT-6具有比甲苯接枝的KIT-6更高的甲苯吸附能力,這是因為其表面積更大。Liu[39]等人通過使用一種熱處理方法,可以創(chuàng)建富含有機(jī)官能團(tuán)和羥基受限的中孔二氧化硅,該二氧化硅具有顯著提高的耐濕性和甲苯吸附能力。靜態(tài)和動態(tài)地研究了材料的基本吸附行為,以提煉性能增強(qiáng)的功能機(jī)理。二氧化硅和可重復(fù)使用性,這都?xì)w因于持久且穩(wěn)定的表面疏水性。圖1-3幾種吸附劑的接枝反應(yīng)方式及簡圖[39]。Figure1-3Thegraftingreactionmodeandtheabridgeddiagrammaticdrawingsofseveraladsorbents[39].
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]華南某鈾礦開采利用對地表水環(huán)境質(zhì)量的影響[J]. 劉娟,李紅春,王津,宋剛,齊劍英,陳永亨,李祥平,吳穎娟. 環(huán)境化學(xué). 2012(07)
[2]2010年全球鈾礦開采概況[J]. 伍浩松. 國外核新聞. 2011(05)
[3]表面改性秸稈生物質(zhì)環(huán)境材料對水中PAHs的吸附性能[J]. 何嬌,孔火良,高彥征. 中國環(huán)境科學(xué). 2011(01)
本文編號:3524144
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