多孔生物質(zhì)炭及其復(fù)合物的制備與鈾吸附性能研究
發(fā)布時(shí)間：2021-07-27 12:38
隨著化石燃料的短缺和日益增長的環(huán)境污染問題,核能作為綠色清潔能源之一也隨之不斷開發(fā)和發(fā)展。核電發(fā)展的同時(shí),面臨著陸地鈾資源短缺的問題,而海洋中貯存豐富的鈾資源。因此,積極開發(fā)和設(shè)計(jì)新型高效的海水提鈾吸附材料,有利于我國核能事業(yè)的持續(xù)發(fā)展,具有重要的戰(zhàn)略意義。生物質(zhì)衍生的碳材料具有來源廣、環(huán)境友好、孔隙率高、化學(xué)/熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),在水相中富集鈾領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文利用生物質(zhì)脫脂棉、橘子皮作為碳源,通過高溫?zé)峤?制備多孔生物質(zhì)炭材料,再經(jīng)化學(xué)法改性,合成了三種高性能的鈾吸附材料,并對合成的吸附劑通過循環(huán)吸附-脫附實(shí)驗(yàn)、離子競爭實(shí)驗(yàn),評(píng)價(jià)吸附材料的吸附性能、循環(huán)再生性和選擇性。以脫脂棉為碳源,經(jīng)兩步高溫?zé)峤夂突瘜W(xué)活化制備多孔纖維狀生物質(zhì)炭（CFA）,再用HNO3氧化合成羧基化CFA（CFA-AO）。氧化后,吸附性能提高,最佳pH值為6.0;CFA-AO可在60 min內(nèi)達(dá)到飽和吸附,對鈾酰離子的吸附過程遵循準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir吸附等溫模型,在298.15 K溫度下,CFA-AO的最大吸附容量為312.8 mg g-1。CFA-A...
【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：94 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
蛋白質(zhì)水凝膠微珠進(jìn)行鈾吸附的機(jī)理圖
圖 1.2 SxLDHs 吸鈾機(jī)理示意圖[30]料具有性能優(yōu)良、來源廣、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，常見的有 Fe3O4、FeOOH、8等，已被廣泛應(yīng)用于放射性廢水處理及海水提鈾領(lǐng)域[33]。王祥科課題）表面負(fù)載 Fe3O4納米顆粒，用于水相中吸附鈾，其最大吸附量 1.380PS 分析，推測其吸附機(jī)理：Fe-O 官能團(tuán)與鈾酰離子之間發(fā)生配位[34]。n 等人用 EXAFS 和 DFT 分析 α-FeOOH 與鈾的相互作用，主要是通過物，表明 α-FeOOH 對鈾具有一定的親合力，可用于分離富集鈾領(lǐng)域[3的限制，吸附性能較差，通常會(huì)通過化學(xué)改性來提高其吸附性能。H件下用 FeCl2和 Na2S 合成 FeS 用于去除水相中鈾酰離子，并通過 XAN析吸附機(jī)理，結(jié)果可知，其機(jī)理主要是發(fā)生了還原沉淀，反應(yīng)過程可能UO22++≡FeS=≡S2--UO22++Fe2+≡S2--UO22+=≡S2--UO22+2+--
哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文纖維狀生物質(zhì)炭 CFA。具體步驟為，稱量 2.0 g 醫(yī)用脫脂棉，剪成小塊，置于瓷舟中，通入氮?dú)�，設(shè)置升溫速率為 5 ℃ min-1，最高溫度為 800 ℃下，進(jìn)行脫脂棉的預(yù)炭化，自然冷卻至室溫后，將所獲得的黑色纖維狀碳（CF）置于 4 mol L-1KOH 的溶液中，浸泡 12 h 后，120℃下，將其水分蒸干，然后重新放入管式爐中，氮?dú)夥諊�，以第一步升溫速率�?00℃下恒溫維持 90 min，自然冷卻后，將所制備的黑色樣品置于 2.0 mol L-1的 HCl 溶液中，并用去離子水重復(fù)清洗至濾液 pH 值為 7.0，60℃干燥后收集所制備的成型 CFA。3.2.2 HNO3氧化多孔纖維狀生物質(zhì)炭（CFA-AO）的制備稱取 0.5gCFA，浸泡在 40mL5molL-1的 HNO3溶液中，將混合物磁力攪拌 1h 后，靜置氧化 12 h。取出 CFA 后，用大量的去離子水清洗至濾液 pH 接近中行，60℃干燥。合成過程如圖 3.1 所示。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]共價(jià)有機(jī)框架材料的發(fā)展與應(yīng)用:氣體存儲(chǔ)、催化與化學(xué)傳感[J]. 王婷,薛瑞,魏玉麗,王明玥,郭昊,楊武. 化學(xué)進(jìn)展. 2018(06)
[2]三種非活性微生物對鈾的吸附行為及其受γ輻照的動(dòng)力學(xué)影響[J]. 張偉,董發(fā)勤,楊杰,聶小琴,王巖,霍婷婷,周琳. 核化學(xué)與放射化學(xué). 2018(04)
博士論文
[1]幾種核殼結(jié)構(gòu)磁性材料的制備及其鈾吸附性能[D]. 張曉飛.哈爾濱工程大學(xué) 2014
碩士論文
[1]生物質(zhì)基多級(jí)孔碳材料的制備及其吸附和電化學(xué)性能[D]. 杜娟.河北科技大學(xué) 2018
本文編號(hào)：3305796
【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：94 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
蛋白質(zhì)水凝膠微珠進(jìn)行鈾吸附的機(jī)理圖
圖 1.2 SxLDHs 吸鈾機(jī)理示意圖[30]料具有性能優(yōu)良、來源廣、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，常見的有 Fe3O4、FeOOH、8等，已被廣泛應(yīng)用于放射性廢水處理及海水提鈾領(lǐng)域[33]。王祥科課題）表面負(fù)載 Fe3O4納米顆粒，用于水相中吸附鈾，其最大吸附量 1.380PS 分析，推測其吸附機(jī)理：Fe-O 官能團(tuán)與鈾酰離子之間發(fā)生配位[34]。n 等人用 EXAFS 和 DFT 分析 α-FeOOH 與鈾的相互作用，主要是通過物，表明 α-FeOOH 對鈾具有一定的親合力，可用于分離富集鈾領(lǐng)域[3的限制，吸附性能較差，通常會(huì)通過化學(xué)改性來提高其吸附性能。H件下用 FeCl2和 Na2S 合成 FeS 用于去除水相中鈾酰離子，并通過 XAN析吸附機(jī)理，結(jié)果可知，其機(jī)理主要是發(fā)生了還原沉淀，反應(yīng)過程可能UO22++≡FeS=≡S2--UO22++Fe2+≡S2--UO22+=≡S2--UO22+2+--
哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文纖維狀生物質(zhì)炭 CFA。具體步驟為，稱量 2.0 g 醫(yī)用脫脂棉，剪成小塊，置于瓷舟中，通入氮?dú)�，設(shè)置升溫速率為 5 ℃ min-1，最高溫度為 800 ℃下，進(jìn)行脫脂棉的預(yù)炭化，自然冷卻至室溫后，將所獲得的黑色纖維狀碳（CF）置于 4 mol L-1KOH 的溶液中，浸泡 12 h 后，120℃下，將其水分蒸干，然后重新放入管式爐中，氮?dú)夥諊�，以第一步升溫速率�?00℃下恒溫維持 90 min，自然冷卻后，將所制備的黑色樣品置于 2.0 mol L-1的 HCl 溶液中，并用去離子水重復(fù)清洗至濾液 pH 值為 7.0，60℃干燥后收集所制備的成型 CFA。3.2.2 HNO3氧化多孔纖維狀生物質(zhì)炭（CFA-AO）的制備稱取 0.5gCFA，浸泡在 40mL5molL-1的 HNO3溶液中，將混合物磁力攪拌 1h 后，靜置氧化 12 h。取出 CFA 后，用大量的去離子水清洗至濾液 pH 接近中行，60℃干燥。合成過程如圖 3.1 所示。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]共價(jià)有機(jī)框架材料的發(fā)展與應(yīng)用:氣體存儲(chǔ)、催化與化學(xué)傳感[J]. 王婷,薛瑞,魏玉麗,王明玥,郭昊,楊武. 化學(xué)進(jìn)展. 2018(06)
[2]三種非活性微生物對鈾的吸附行為及其受γ輻照的動(dòng)力學(xué)影響[J]. 張偉,董發(fā)勤,楊杰,聶小琴,王巖,霍婷婷,周琳. 核化學(xué)與放射化學(xué). 2018(04)
博士論文
[1]幾種核殼結(jié)構(gòu)磁性材料的制備及其鈾吸附性能[D]. 張曉飛.哈爾濱工程大學(xué) 2014
碩士論文
[1]生物質(zhì)基多級(jí)孔碳材料的制備及其吸附和電化學(xué)性能[D]. 杜娟.河北科技大學(xué) 2018
本文編號(hào)：3305796
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