伴隨著經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,化石能源日益削減,核能因其清潔、高效等特點(diǎn)而得到青睞。核能的快速發(fā)展導(dǎo)致對(duì)鈾礦開采利用的迅速增長,但同時(shí)產(chǎn)生大量低濃度含鈾廢水。納米零價(jià)鐵應(yīng)用于廢水中鈾酰離子的固定去除得到了世界各國研究人員的廣泛關(guān)注。但是,易氧化易團(tuán)聚的缺點(diǎn)限制了納米零價(jià)鐵對(duì)鈾的有效去除。本文提出一種有機(jī)質(zhì)碳熱還原的方法制備生物炭負(fù)載納米零價(jià)鐵,探索鐵素在碳熱還原過程中的物相和形貌遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,解決納米零價(jià)鐵在環(huán)境治理和修復(fù)過程中存在的易被氧化和易團(tuán)聚的問題。以硝酸鐵和氯化鐵為鐵源,可溶性淀粉為有機(jī)碳源,通過調(diào)節(jié)鐵元素與可溶性淀粉的質(zhì)量比例和碳化溫度等參數(shù),在N2氣氛下通過碳熱還原法制備得到鐵碳復(fù)合材料（Fe/Cs）。借助一系列表征手段（XRD、SEM、BET、FT-IR、XPS等）對(duì)所得的Fe/Cs中零價(jià)鐵的物相轉(zhuǎn)化規(guī)律和性質(zhì)進(jìn)行分析。采用序批式靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)探索Fe/Cs處理含鈾廢水的性能,結(jié)合反應(yīng)前后Fe/Cs的性質(zhì)、形貌、價(jià)態(tài)的變化分析零價(jià)鐵對(duì)鈾的去除作用機(jī)制。最后,考察磷酸鹽體系強(qiáng)化生物炭負(fù)載零價(jià)鐵對(duì)鈾的去除行為和機(jī)理。主要包含以下研究內(nèi)容:（1）分別利用FeCl₃和... 

【文章來源】：廣州大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

碳熱還原制備生物炭負(fù)載零價(jià)鐵處理含鈾廢水的技術(shù)路線圖

碳熱還原制備生物炭負(fù)載納米零價(jià)鐵應(yīng)用于廢水鈾的去除性能研究20圖2-1磷酸鉀標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2-1ThestandardcurveofK3PO4.2.3.3熱重分析（ThermogravimetricAnalysis,TG/TGA）熱重分析主要是分析物質(zhì)質(zhì)量隨溫度變化的關(guān)系，進(jìn)而用以判斷材料的熱穩(wěn)定性。本研究采用熱重分析儀（TGA-4000,Perklin,America）在100~800℃的溫度范圍內(nèi)，以10℃/min的升溫速率測定生物質(zhì)可溶性淀粉質(zhì)量隨溫度升高的變化趨勢，分析生物質(zhì)碳源的質(zhì)量變化規(guī)律，為碳化溫度的選定提供依據(jù)。2.3.4X射線衍射分析（X-raydiffractometer,XRD）X射線衍射分析主要用于對(duì)材料的物相和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。本研究采用X射線衍射儀（PW3040/60,PANalytical,Holland），在電壓值為40kV，電流值為40mA的測試條件下，利用Cu-Kα輻射源進(jìn)行樣品檢測，掃描范圍為5～80o。通過Jade6.5分析軟件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)卡片的檢索與比對(duì)確定材料的具體物相組分。2.3.5電子掃描顯微鏡（Scanningelectronmicroscopy,SEM）電子掃描顯微鏡通過聚焦電子束（二次電子）對(duì)固體材料表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描并成像。本研究采用冷場發(fā)射掃描電鏡儀（JED-2300,JEOL,Japan）對(duì)上述所制備的鐵碳復(fù)合材料進(jìn)行微觀形貌分析。該儀器同時(shí)具備測定能量色散X射線光譜（EDX-mapping）分析的功能，聯(lián)用該功能可確定材料表面的化學(xué)組分的分布狀態(tài)，有助于判斷鐵碳復(fù)合材料

碳熱還原制備生物炭負(fù)載納米零價(jià)鐵應(yīng)用于廢水鈾的去除性能研究22第三章碳熱還原合成生物炭負(fù)載納米零價(jià)鐵的物相轉(zhuǎn)化規(guī)律及性質(zhì)分析本文在采用碳熱還原法制備生物炭負(fù)載納米零價(jià)鐵的過程中，將碳化溫度、鐵元素與可溶性淀粉質(zhì)量比、鐵鹽種類等作為零價(jià)鐵生成的影響因素，為了明確在碳熱還原過程中零價(jià)鐵的物相轉(zhuǎn)化規(guī)律和具體性質(zhì)，本章借助相應(yīng)的材料表征方法進(jìn)行詳細(xì)分析。3.1生物炭負(fù)載納米零價(jià)鐵的物相轉(zhuǎn)化規(guī)律高溫是生物炭制備的必要條件。為確定生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物炭的具體溫度情況，在100～800℃的溫度范圍內(nèi)，以10℃/min的升溫速率測定了可溶性淀粉的熱重曲線。如圖3-1的DTG曲線所示，可溶性淀粉的熱解大致可分為兩個(gè)階段：當(dāng)熱解溫度達(dá)到150℃時(shí)，其質(zhì)量變化速率波動(dòng)較小，并在150～250℃的溫度段內(nèi)保持恒定，此過程主要是可溶性淀粉本身的結(jié)合水被脫除而造成的；當(dāng)溫度繼續(xù)升高至320℃，其質(zhì)量變化速率發(fā)生急速變化，并持續(xù)至550℃達(dá)到平衡，此過程是因?yàn)楦邷貙?dǎo)致可溶性淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w或焦油等成分揮發(fā)掉，剩余部分以生物炭形式存在。所以，結(jié)合生物炭生成的溫度條件，本研究將碳熱還原過程的溫度范圍定為700～900℃，以便于生物炭負(fù)載零價(jià)鐵復(fù)合材料的生成。圖3-1生物質(zhì)的熱重分析曲線Fig.3-1Thermogravimetricanalysiscurveforthebiomass

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3379201