【摘要】：鈾資源作為核電行業(yè)中不可或缺的一部分,也是海洋中潛在的資源之一,其總儲(chǔ)量極其豐富,相對(duì)于已知的陸地資源在總量上具有明顯優(yōu)勢(shì)。將海水中所提取到的鈾作為核工業(yè)的原料,這對(duì)于核電工業(yè)來說將是革命性的一步改變。然而,核工業(yè)放射性廢水富含有大量的放射性鈾元素,以及大量重金屬物質(zhì)均對(duì)人類健康極其有害。所以使得海水中的鈾資源被人類所捕獲和利用,使得核工業(yè)廢液中的鈾酰離子得到處理,具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。生物質(zhì)碳材料及其金屬氧化物復(fù)合材料具有較好的吸附效果和低廉的成本,無論在海水提鈾還是含鈾廢水的處理領(lǐng)域都有著巨大的發(fā)展?jié)摿�。本論文�?duì)天然葵花粉(SFP)進(jìn)行簡單的處理,并將其作為基底合成了MnO_2/SFP和TiO_2/SFP等復(fù)合物吸附材料。與此同時(shí)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)上述吸附材料進(jìn)行鈾吸附效果的影響進(jìn)行了研究和探討,實(shí)現(xiàn)了吸附實(shí)驗(yàn)條件的最優(yōu)化,并對(duì)各材料在鈾吸附過程中所涉及到的動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和吸附等溫線的類別進(jìn)行了研究和確定。通過簡單的處理得到了低成本綠色環(huán)保的葵花粉吸附材料,利用XRD、SEM、XPS、FT-IR等測(cè)試手段對(duì)葵花粉進(jìn)行表征。葵花粉材料在最優(yōu)pH值為5.0時(shí),最大吸附容量可達(dá)到101.8 mg/g�？ǚ鄄牧系拟櫸絼�(dòng)力學(xué)過程更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。熱力學(xué)研究數(shù)據(jù)表明葵花粉涉及到的鈾吸附過程屬于吸熱、可自發(fā)的過程�？ǚ畚解欟ｋx子的過程符合Freundlich模型。將葵花粉作為基底,利用浸漬法,通過氧化還原反應(yīng),制備出了具有良好形貌的分級(jí)材料——MnO_2/SFP-3復(fù)合物。MnO_2/SFP-3復(fù)合物對(duì)鈾酰離子呈現(xiàn)出較好的吸附效果,最優(yōu)pH值為5.0時(shí),最大吸附容量可達(dá)到147.7 mg/g。MnO_2/SFP-3復(fù)合物的鈾吸附動(dòng)力學(xué)過程更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。熱力學(xué)研究數(shù)據(jù)表明MnO_2/SFP-3復(fù)合物對(duì)鈾的吸附過程屬于一個(gè)吸熱、可自發(fā)的過程。MnO_2/SFP-3復(fù)合物吸附鈾酰離子的過程更符合Freundlich模型。將葵花粉通過溶膠凝膠法與TiO_2顆粒進(jìn)行復(fù)合,得到的TiO_2/SFP復(fù)合物。在pH值為6.0時(shí),最大吸附容量可達(dá)到215.7 mg/g。TiO_2/SFP復(fù)合物對(duì)溶液中鈾吸附動(dòng)力學(xué)過程更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。熱力學(xué)研究數(shù)據(jù)表明TiO_2/SFP復(fù)合物對(duì)鈾酰離子的吸附屬于一個(gè)吸熱、可自發(fā)的過程。TiO_2/SFP復(fù)合物吸附鈾的過程更符合Langmuir模型。
【圖文】：

法國的塞拉芬等[52]研究了在多種離子高濃度共存的情況下，這有影響吸附材料對(duì)鈾的吸附效果。不過氟離子是一個(gè)例外，在氟離子存在的系中材料對(duì)鈾的去除效果減少了五成。臘的曼諾斯卡納季奇斯等人設(shè)計(jì)合成了經(jīng)典的層狀金屬硫化物并將其應(yīng)用到鈾的領(lǐng)域中，含有硫元素的層狀金屬復(fù)合材料是利用是通過層與層之間的離進(jìn)而完成材料對(duì)鈾的吸附[53]。在 19 世紀(jì) 60 年代，層狀雙氫氧化物(LDHs)就類研究的視野中[54]，到了 20 世紀(jì)初人們正式確定了水滑石層狀雙氫氧化物式，水滑石層狀雙氫氧化物也是一種無機(jī)層狀復(fù)合物，屬于二維結(jié)構(gòu)材料，陰離子粘土的結(jié)構(gòu)，與水鎂石較為接近，此類材料可以應(yīng)用在吸附分離、催醫(yī)學(xué)器械等行業(yè)。層狀結(jié)構(gòu)水滑石的層板層間的陰陽離子利于同目標(biāo)離子換作用，與此同時(shí)水滑石的表面通常具有一定的羥基，，羥基可與溶液中的鈾Tomohito Kameda 等[55]將二價(jià)鐵離子摻雜到鎂鋁水滑石的結(jié)構(gòu)中，并對(duì)摻雜溶液里鎘離子的吸附測(cè)試，吸附等溫線模型復(fù)合 Langmuir 模型，吸附容量.5mmol/g。

圖 1.2 金屬有機(jī)復(fù)合材料進(jìn)行鈾吸附的機(jī)理圖[59]生物質(zhì)材料及其金屬復(fù)合材料簡介年來，生物質(zhì)碳材料為首的低成本高產(chǎn)量農(nóng)作物進(jìn)入人們研究的視野中，這些材料可被用做吸附劑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染水體的處理和水體中金屬離子的捕獲[60碳材料的結(jié)構(gòu)組成與單體微生物的極為相似，生物炭材料的主要結(jié)構(gòu)是多糖類
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X771;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2677069