【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,其總儲量極其豐富,相對于已知的陸地資源在總量上具有明顯優(yōu)勢。將海水中所提取到的鈾作為核工業(yè)的原料,這對于核電工業(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�。本論文對天然葵花�?SFP)進行簡單的處理,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。與此同時對不同實驗條件對上述吸附材料進行鈾吸附效果的影響進行了研究和探討,實現(xiàn)了吸附實驗條件的最優(yōu)化,并對各材料在鈾吸附過程中所涉及到的動力學(xué)、熱力學(xué)和吸附等溫線的類別進行了研究和確定。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等測試手段對葵花粉進行表征�？ǚ鄄牧显谧顑�(yōu)pH值為5.0時,最大吸附容量可達到101.8 mg/g�？ǚ鄄牧系拟櫸絼恿W(xué)過程更符合準(zhǔn)二級動力學(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材料——MnO_2/SFP-3復(fù)合物。MnO_2/SFP-3復(fù)合物對鈾酰離子呈現(xiàn)出較好的吸附效果,最優(yōu)pH值為5.0時,最大吸附容量可達到147.7 mg/g。MnO_2/SFP-3復(fù)合物的鈾吸附動力學(xué)過程更符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。熱力學(xué)研究數(shù)據(jù)表明MnO_2/SFP-3復(fù)合物對鈾的吸附過程屬于一個吸熱、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顆粒進行復(fù)合,得到的TiO_2/SFP復(fù)合物。在pH值為6.0時,最大吸附容量可達到215.7 mg/g。TiO_2/SFP復(fù)合物對溶液中鈾吸附動力學(xué)過程更符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。熱力學(xué)研究數(shù)據(jù)表明TiO_2/SFP復(fù)合物對鈾酰離子的吸附屬于一個吸熱、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鈾的吸附效果。不過氟離子是一個例外，在氟離子存在的系中材料對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而完成材料對鈾的吸附[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]將二價鐵離子摻雜到鎂鋁水滑石的結(jié)構(gòu)中，并對摻雜溶液里鎘離子的吸附測試，吸附等溫線模型復(fù)合 Langmuir 模型，吸附容量.5mmol/g。

圖 1.2 金屬有機復(fù)合材料進行鈾吸附的機理圖[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)作物進入人們研究的視野中，這些材料可被用做吸附劑，進而實現(xiàn)對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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X771;O647.3

【參考文獻】

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1 蔡煜琦;張金帶;李子穎;郭慶銀;宋繼葉;范洪海;劉武生;漆富成;張明林;;中國鈾礦資源特征及成礦規(guī)律概要[J];地質(zhì)學(xué)報;2015年06期

2 高軍凱;顧平;張光輝;高鑫;侯立安;;吸附法處理低濃度含鈾廢水的研究進展[J];中國工程科學(xué);2014年07期

3 張東起;侯銳;;武器彈藥制造中的環(huán)保問題[J];中國軍轉(zhuǎn)民;2012年10期

4 饒林峰;;輻射接枝技術(shù)的應(yīng)用:日本海水提鈾研究的進展及現(xiàn)狀[J];同位素;2012年03期

5 張斌;丁新民;段蘊鈾;;貧鈾對機體健康影響的研究進展[J];中國預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志;2011年05期

6 黃德明;朱路;;貧鈾武器合法性的國際法考量[J];廣西大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版);2011年02期

7 張學(xué)禮;徐樂昌;李先杰;王爾奇;魏廣芝;胡鵬華;;某鈾礦開采的生態(tài)環(huán)境影響評價[J];鈾礦冶;2008年03期

8 周繼國;劉剛;時有明;劉劍虹;常志文;;幾種花粉的傅里葉變換紅外光譜研究[J];光譜實驗室;2008年02期

9 江澤民;;對中國能源問題的思考[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2008年03期

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4 薛桂榮;葵花籽殼對溶液中鈾酰離子的吸附性能研究[D];東華理工大學(xué);2015年

5 李彥霖;超聲輔助合成鈣鋁水滑石及其復(fù)合物對鉻（Ⅵ）和鈾（Ⅵ）的吸附[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

6 張永莉;沸石/聚合物復(fù)合材料及其應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2006年

本文編號：2677069