粘土礦物膠體對(duì)U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)和Sr(Ⅱ)的吸附性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-27 22:55
U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)作為高放廢物中的主要元素,具有放射性強(qiáng)、毒性大、釋熱量高等特點(diǎn),不能用一般的物理、化學(xué)或生物方法使其消除。膠體為雙電子層結(jié)構(gòu),并且攜帶多種吸附基團(tuán),具有較大的比面積,能夠迅速的和U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)發(fā)生反應(yīng)。本文從粘土礦物膠體(蒙脫石膠體、鋁皂石膠體)研究出發(fā),探究粘土礦物膠體對(duì)U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的吸附行為和環(huán)境影響因素,并初步推理了其吸附機(jī)制,其主要結(jié)論如下:(1)在膠體表征方面:兩種膠體的分散性和穩(wěn)定性均比較好,pH均接近于中性;在成分分析方面:蒙脫石膠體中成分主要為蒙脫石,含有少量的SiO2;鋁皂石膠體中成分主要SiO2,含有少量的蒙脫石和方解石;在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析方面:兩種膠體的X射線衍射結(jié)果基本和X射線熒光結(jié)果一致。(2)在常溫下,蒙脫石膠體在時(shí)間為30 min、pH為6、鈾初始濃度為20 mg·L-1、腐殖酸投加量為0.5 mg條件下,對(duì)U(Ⅵ)的吸附效果最好;鋁皂石膠體在時(shí)間為20min、pH為6、鈾初始濃度為40 mg·L-1、...
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 選題背景和意義
1.2 土壤膠體的來(lái)源和分類
1.2.1 無(wú)機(jī)膠體
1.2.2 有機(jī)膠體
1.2.3 有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膠體
1.3 粘土礦物膠體吸附核素的研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
1.4.1 選題依據(jù)
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.5 創(chuàng)新點(diǎn)
2 粘土礦物膠體的制備和表征
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 膠體的制備步驟
2.3 膠體的表征
2.3.1 膠體的粒徑表征
2.3.2 膠體的參數(shù)表征
2.3.3 粘土礦物的X射線熒光光譜分析
2.3.4 粘土礦物及其膠體的X射線衍射分析
2.4 本章小結(jié)
3 蒙脫石膠體和鋁皂石膠體吸附U(Ⅵ)的影響因素
3.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
-1鈾母液的配制"> 3.2.1 1g·L-1鈾母液的配制
3.2.2 數(shù)據(jù)處理
3.3 接觸時(shí)間對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.4 pH對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.5 溫度及U(Ⅵ)初始濃度對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.6 離子種類對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.7 腐殖酸對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.8 本章小結(jié)
4 蒙脫石膠體和鋁皂石膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響因素
4.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
-1氯化銫的配制"> 4.2.1 200mg·L-1氯化銫的配制
4.2.2 數(shù)據(jù)處理
4.3 接觸時(shí)間對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.4 pH對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.5 溫度及Cs(Ⅰ)初始濃度對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.6 腐殖酸對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.7 離子種類對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.8 本章小結(jié)
5 蒙脫石膠體和鋁皂石膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響因素
5.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
5.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
5.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
5.2 實(shí)驗(yàn)方法
-1氯化鍶的配制"> 5.2.1 200mg·L-1氯化鍶的配制
5.2.2 數(shù)據(jù)處理
5.3 接觸時(shí)間對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.4 pH對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.5 溫度及Sr(Ⅱ)初始濃度對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.6 腐殖酸對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.7 離子種類對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.8 本章小結(jié)
6 粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的等溫線、熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究
6.1 吸附等溫線研究
6.1.1 U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)在蒙脫石膠體上吸附的Langmuir和 Freundlich方程參數(shù)
6.1.2 U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)在鋁皂石膠體上吸附的Langmuir和 Freundlich方程參數(shù)
6.2 吸附熱力學(xué)研究
6.2.1 蒙脫石膠體吸附U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的熱力學(xué)參數(shù)
6.2.2 鋁皂石膠體吸附U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的熱力學(xué)參數(shù)
6.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
6.3.1 U(Ⅵ)在蒙脫石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.2 U(Ⅵ)在鋁皂石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.3 Cs(Ⅰ)在蒙脫石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.4 Cs(Ⅰ)在鋁皂石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.5 Sr(Ⅱ)在蒙脫石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.6 Sr(Ⅱ)在鋁皂石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.4 本章小結(jié)
7 粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的機(jī)理研究
7.1 紅外光譜分析
7.1.1 鋁皂石膠體的紅外光譜分析
7.1.2 蒙脫石膠體的紅外光譜分析
7.2 掃描電鏡分析
7.2.1 鋁皂石膠體的掃描電鏡分析
7.2.2 蒙脫石膠體的掃描電鏡分析
7.3 U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)在蒙脫石膠體和鋁皂石膠體表面吸附過(guò)程
7.4 本章小節(jié)
8 結(jié)論與展望
8.1 結(jié)論
8.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水相環(huán)境中U(Ⅵ)在伊利石上的吸附特征[J]. 衛(wèi)純純,冷陽(yáng)春,王彥惠,李東瑞,趙玉婷. 原子能科學(xué)技術(shù). 2020(03)
[2]鋁皂石膠體對(duì)U(Ⅵ)的吸附性能研究[J]. 杜作勇,張學(xué)嶺,馬健,庹先國(guó),趙玉婷,于澍娟. 核技術(shù). 2019(11)
[3]H2O2活化蒙脫石對(duì)溶液中U(Ⅵ)的吸附[J]. 魏青峰,石艷明,李同同,王彥惠,衛(wèi)純純,庹先國(guó). 核化學(xué)與放射化學(xué). 2019(06)
[4]伊利石對(duì)U(Ⅵ)的吸附行為研究[J]. 衛(wèi)純純,冷陽(yáng)春,李東瑞,王彥惠,趙玉婷. 現(xiàn)代化工. 2019(S1)
[5]伊利石和高嶺石對(duì)U(Ⅵ)的吸附[J]. 杜作勇,冷陽(yáng)春,衛(wèi)純純,趙玉婷,李東瑞,王彥惠,庹先國(guó). 核化學(xué)與放射化學(xué). 2019(05)
[6]Fe3O4@SiO2-NH2磁性復(fù)合納米材料對(duì)鈾(Ⅵ)的吸附性能[J]. 王彥惠,成建峰,趙玉婷,衛(wèi)純純,冷陽(yáng)春,陽(yáng)剛. 環(huán)境化學(xué). 2019(09)
[7]腐殖酸對(duì)U(Ⅵ)的吸附機(jī)理研究[J]. 杜作勇,庹先國(guó),王彥惠,衛(wèi)純純,魏青峰. 環(huán)境化學(xué). 2019(08)
[8]膨潤(rùn)土對(duì)U(Ⅵ)的吸附機(jī)理研究[J]. 杜作勇,王彥惠,李東瑞,庹先國(guó). 核技術(shù). 2019(02)
[9]沸石—納米零價(jià)鐵復(fù)合材料對(duì)鈾的吸附性能研究[J]. 劉宸,李小燕,劉晴晴,秦啟鳳,張梓晗. 南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[10]水相環(huán)境中地質(zhì)礦物膠體對(duì)Pu的吸附行為[J]. 陳壹三,冷陽(yáng)春,朱杉,庹先國(guó). 西南科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
碩士論文
[1]典型核素在紅壤膠體的吸附性能研究[D]. 趙媛媛.北京化工大學(xué) 2018
[2]Pu在粘土巖和膨潤(rùn)土中的膠體行為研究[D]. 陳壹三.西南科技大學(xué) 2017
[3]乙胺改性粘土礦物對(duì)銫吸附性能的研究[D]. 龍航.華南理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3054922
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 選題背景和意義
1.2 土壤膠體的來(lái)源和分類
1.2.1 無(wú)機(jī)膠體
1.2.2 有機(jī)膠體
1.2.3 有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膠體
1.3 粘土礦物膠體吸附核素的研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
1.4.1 選題依據(jù)
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.5 創(chuàng)新點(diǎn)
2 粘土礦物膠體的制備和表征
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 膠體的制備步驟
2.3 膠體的表征
2.3.1 膠體的粒徑表征
2.3.2 膠體的參數(shù)表征
2.3.3 粘土礦物的X射線熒光光譜分析
2.3.4 粘土礦物及其膠體的X射線衍射分析
2.4 本章小結(jié)
3 蒙脫石膠體和鋁皂石膠體吸附U(Ⅵ)的影響因素
3.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
-1鈾母液的配制"> 3.2.1 1g·L-1鈾母液的配制
3.2.2 數(shù)據(jù)處理
3.3 接觸時(shí)間對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.4 pH對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.5 溫度及U(Ⅵ)初始濃度對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.6 離子種類對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.7 腐殖酸對(duì)粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)的影響
3.8 本章小結(jié)
4 蒙脫石膠體和鋁皂石膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響因素
4.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
-1氯化銫的配制"> 4.2.1 200mg·L-1氯化銫的配制
4.2.2 數(shù)據(jù)處理
4.3 接觸時(shí)間對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.4 pH對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.5 溫度及Cs(Ⅰ)初始濃度對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.6 腐殖酸對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.7 離子種類對(duì)粘土礦物膠體吸附Cs(Ⅰ)的影響
4.8 本章小結(jié)
5 蒙脫石膠體和鋁皂石膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響因素
5.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
5.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
5.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
5.2 實(shí)驗(yàn)方法
-1氯化鍶的配制"> 5.2.1 200mg·L-1氯化鍶的配制
5.2.2 數(shù)據(jù)處理
5.3 接觸時(shí)間對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.4 pH對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.5 溫度及Sr(Ⅱ)初始濃度對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.6 腐殖酸對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.7 離子種類對(duì)粘土礦物膠體吸附Sr(Ⅱ)的影響
5.8 本章小結(jié)
6 粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的等溫線、熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究
6.1 吸附等溫線研究
6.1.1 U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)在蒙脫石膠體上吸附的Langmuir和 Freundlich方程參數(shù)
6.1.2 U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)在鋁皂石膠體上吸附的Langmuir和 Freundlich方程參數(shù)
6.2 吸附熱力學(xué)研究
6.2.1 蒙脫石膠體吸附U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的熱力學(xué)參數(shù)
6.2.2 鋁皂石膠體吸附U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的熱力學(xué)參數(shù)
6.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
6.3.1 U(Ⅵ)在蒙脫石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.2 U(Ⅵ)在鋁皂石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.3 Cs(Ⅰ)在蒙脫石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.4 Cs(Ⅰ)在鋁皂石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.5 Sr(Ⅱ)在蒙脫石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.3.6 Sr(Ⅱ)在鋁皂石膠體上吸附動(dòng)力學(xué)模型
6.4 本章小結(jié)
7 粘土礦物膠體吸附U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)的機(jī)理研究
7.1 紅外光譜分析
7.1.1 鋁皂石膠體的紅外光譜分析
7.1.2 蒙脫石膠體的紅外光譜分析
7.2 掃描電鏡分析
7.2.1 鋁皂石膠體的掃描電鏡分析
7.2.2 蒙脫石膠體的掃描電鏡分析
7.3 U(Ⅵ)、Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)在蒙脫石膠體和鋁皂石膠體表面吸附過(guò)程
7.4 本章小節(jié)
8 結(jié)論與展望
8.1 結(jié)論
8.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水相環(huán)境中U(Ⅵ)在伊利石上的吸附特征[J]. 衛(wèi)純純,冷陽(yáng)春,王彥惠,李東瑞,趙玉婷. 原子能科學(xué)技術(shù). 2020(03)
[2]鋁皂石膠體對(duì)U(Ⅵ)的吸附性能研究[J]. 杜作勇,張學(xué)嶺,馬健,庹先國(guó),趙玉婷,于澍娟. 核技術(shù). 2019(11)
[3]H2O2活化蒙脫石對(duì)溶液中U(Ⅵ)的吸附[J]. 魏青峰,石艷明,李同同,王彥惠,衛(wèi)純純,庹先國(guó). 核化學(xué)與放射化學(xué). 2019(06)
[4]伊利石對(duì)U(Ⅵ)的吸附行為研究[J]. 衛(wèi)純純,冷陽(yáng)春,李東瑞,王彥惠,趙玉婷. 現(xiàn)代化工. 2019(S1)
[5]伊利石和高嶺石對(duì)U(Ⅵ)的吸附[J]. 杜作勇,冷陽(yáng)春,衛(wèi)純純,趙玉婷,李東瑞,王彥惠,庹先國(guó). 核化學(xué)與放射化學(xué). 2019(05)
[6]Fe3O4@SiO2-NH2磁性復(fù)合納米材料對(duì)鈾(Ⅵ)的吸附性能[J]. 王彥惠,成建峰,趙玉婷,衛(wèi)純純,冷陽(yáng)春,陽(yáng)剛. 環(huán)境化學(xué). 2019(09)
[7]腐殖酸對(duì)U(Ⅵ)的吸附機(jī)理研究[J]. 杜作勇,庹先國(guó),王彥惠,衛(wèi)純純,魏青峰. 環(huán)境化學(xué). 2019(08)
[8]膨潤(rùn)土對(duì)U(Ⅵ)的吸附機(jī)理研究[J]. 杜作勇,王彥惠,李東瑞,庹先國(guó). 核技術(shù). 2019(02)
[9]沸石—納米零價(jià)鐵復(fù)合材料對(duì)鈾的吸附性能研究[J]. 劉宸,李小燕,劉晴晴,秦啟鳳,張梓晗. 南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[10]水相環(huán)境中地質(zhì)礦物膠體對(duì)Pu的吸附行為[J]. 陳壹三,冷陽(yáng)春,朱杉,庹先國(guó). 西南科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
碩士論文
[1]典型核素在紅壤膠體的吸附性能研究[D]. 趙媛媛.北京化工大學(xué) 2018
[2]Pu在粘土巖和膨潤(rùn)土中的膠體行為研究[D]. 陳壹三.西南科技大學(xué) 2017
[3]乙胺改性粘土礦物對(duì)銫吸附性能的研究[D]. 龍航.華南理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3054922
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