本文關鍵詞：氧化石墨烯基復合材料吸附鈾（Ⅵ）的性能與機理試驗研究

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【摘要】：鈾礦冶生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量的低濃度含鈾廢水,對生態(tài)環(huán)境和人類健康構成嚴重潛在威脅,如何處理或有效回收廢水中的鈾是當前的研究熱點。吸附法具有高效廉價、操作簡單、無二次污染且便于鈾回收利用等優(yōu)點,在鈾礦冶環(huán)境治理領域前景廣闊。研究者首先采用Hummers法制備氧化石墨烯,以其為基底,分別合成了殼聚糖/氧化石墨烯復合材料(CS/GO)和磁性氧化石墨烯/β-環(huán)糊精復合材料(MGO/CD)。通過靜態(tài)試驗,考察了溶液初始pH值、投加量、時間、溫度以及U(Ⅵ)初始濃度等因素對上述兩種復合材料吸附U(Ⅵ)效果的影響,并進行了吸附動力學與熱力學分析。CS/GO對U(Ⅵ)的吸附試驗結果表明,當GO質量分數(shù)為40%,pH值為5,U(Ⅵ)初始濃度為10mg/L時吸附效果最好,吸附平衡時間為5h,30℃時理論飽和吸附量為227.3mg/g。Langmuir等溫吸附方程和準二級動力學模型可較好地擬合CS/GO對U(Ⅵ)的吸附過程。CS/GO吸附U(Ⅵ)是自發(fā)的吸熱反應,且升溫促進吸附。SEM圖片表明,吸附U(Ⅵ)后CS/GO表面形態(tài)發(fā)生了改變。FTIR分析表明,CS/GO吸附U(Ⅵ)的過程中,參與反應的基團主要有羥基和氨基。解吸試驗表明CS/GO可實現(xiàn)重復利用。MGO/CD對U(Ⅵ)的吸附試驗結果表明:MGO/CD吸附U(Ⅵ)的最佳pH值為6,吸附在5h達到平衡,30℃時飽和吸附量為322.6mg/g。MGO/CD對U(Ⅵ)的吸附過程符合準二級動力學模型和Langmuir等溫吸附方程。熱力學分析表明,MGO/CD對U(Ⅵ)的吸附過程是自發(fā)的吸熱反應,且升溫有利于吸附反應進行。SEM圖片表明,MGO/CD表面粗糙,凹凸不平,吸附U(Ⅵ)后其表面變得平整光滑。MGO/CD吸附U(Ⅵ)前后的FTIR表明,羥基、羰基和環(huán)氧基是U(Ⅵ)的主要結合位點。解吸試驗表明MGO/CD穩(wěn)定性良好,是一種具有重復使用潛力的吸附劑。
【關鍵詞】：鈾 氧化石墨烯 殼聚糖 β-環(huán)糊精 吸附
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X771
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 含鈾廢水概述12-16
• 1.1.1 含鈾廢水的來源12-13
• 1.1.2 含鈾廢水的危害13-14
• 1.1.3 含鈾廢水的處理方法14-16
• 1.2 氧化石墨烯及研究現(xiàn)狀概述16-19
• 1.2.1 氧化石墨烯概述16-17
• 1.2.2 吸附劑氧化石墨烯的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 氧化石墨烯的改性18-19
• 1.3 殼聚糖及研究現(xiàn)狀概述19-20
• 1.3.1 殼聚糖概述19-20
• 1.3.2 殼聚糖處理含鈾廢水研究現(xiàn)狀20
• 1.4 Β-環(huán)糊精及研究現(xiàn)狀概述20-22
• 1.4.1 β-環(huán)糊精概述20-21
• 1.4.2 β-環(huán)糊精處理含鈾廢水研究現(xiàn)狀21-22
• 1.5 研究目的與主要研究內(nèi)容22-24
• 1.5.1 研究目的與意義22
• 1.5.2 研究主要內(nèi)容22-23
• 1.5.3 研究技術路線圖23-24
• 第2章 試驗材料、設備及方法24-28
• 2.1 試驗主要材料與試劑24-25
• 2.2 試驗主要儀器與設備25
• 2.3 試驗方法25-28
• 2.3.1 氧化石墨烯的制備25
• 2.3.2 殼聚糖/氧化石墨烯復合材料的制備25-26
• 2.3.3 磁性氧化石墨烯/β-環(huán)糊精復合材料的制備26
• 2.3.4 吸附試驗26
• 2.3.5 解吸試驗26-27
• 2.3.6 吸附劑吸附U(Ⅵ)前后的儀器表征27-28
• 第3章 CS/GO對U(Ⅵ)的吸附性能及機理分析28-40
• 3.1 GO含量對CS/GO吸附U(Ⅵ)的影響28-29
• 3.2 PH值對CS/GO吸附U(Ⅵ)的影響29
• 3.3 投加量對CS/GO吸附U(Ⅵ)的影響29-30
• 3.4 反應時間對CS/GO吸附U(Ⅵ)的影響及動力學分析30-32
• 3.5 吸附等溫線及熱力學分析32-35
• 3.6 CS/GO的吸附解吸試驗35
• 3.7 掃描電鏡及EDS能譜結果分析35-36
• 3.8 傅里葉紅外光譜結果分析36-37
• 3.9 X射線衍射結果分析37-38
• 3.10 本章小結38-40
• 第4章 MGO/CD對U(Ⅵ)的吸附性能及機理分析40-50
• 4.1 PH值對MGO/CD吸附U(Ⅵ)的影響40-41
• 4.2 投加量對MGO/CD吸附U(Ⅵ)的影響41
• 4.3 反應時間對MGO/CD吸附U(Ⅵ)的影響及動力學分析41-43
• 4.4 吸附等溫線及熱力學分析43-45
• 4.5 MGO/CD的吸附解吸試驗45-46
• 4.6 掃描電鏡及EDS能譜結果分析46
• 4.7 傅里葉紅外光譜結果分析46-47
• 4.8 X射線衍射結果分析47-48
• 4.9 本章小結48-50
• 第5章 結論與建議50-52
• 5.1 結論50-51
• 5.2 創(chuàng)新點51
• 5.3 建議51-52
• 參考文獻52-62
• 附錄62-64
• 附錄A 鈾標準溶液的配制及測定方法62-63
• 附錄B 鈾標準曲線63-64
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文及參與科研項目64-65
• 已發(fā)論文情況64
• 參與科研項目64-65
• 致謝65

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