本文關鍵詞：多氨基含氮配體改性介孔二氧化硅對鈾的吸附性能研究　出處：《南華大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 介孔硅 鈾 吸附 氨基 改性

【摘要】：近些年來,隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展,各行各業(yè)對電力的需求越來越多,化石能源無法滿足不斷增長的電力需求,世界各國紛紛將目光投向了核能。但高速發(fā)展的核電在緩解人類對能源需求的同時,也帶來日益嚴重的環(huán)境問題。其中鈾資源開采和利用過程中產(chǎn)生的大量含鈾廢水若不經(jīng)處理直接排放,將會對生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來嚴重損害,因此鈾廢水中鈾的分離富集,一直是核能利用研究領域中的重要課題。表面修飾改性的功能化介孔材料在含鈾廢水處理中的應用近些年來一直為眾多研究者高度關注,大量研究已表明,介孔氧化硅表面修飾基團對于改善介孔硅對鈾的吸附性能有重大作用。基于目前研究的大多數(shù)功能化介孔硅材料引進的改性基團中往往只有單個作用位點與鈾作用,本課題擬探索在介孔硅材料中修飾含有多個作用位點的功能基,以進一步提高介孔材料的吸附性能。主要研究工作有以下幾個方面:1.利用溶膠凝膠法制備介孔氧化硅MCM-41,通過傅里葉紅外光譜、N2吸附-脫附、X射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡等方法對合成的介孔氧化硅材料進行表征分析,表明合成的介孔氧化硅粒徑約200~300nm,顆粒分散度好,孔徑均勻,孔道有序,比表面積達1052cm2/g。利用后嫁接法用四乙烯五胺修飾介孔氧化硅,制得多氨基含氮配體改性的新型鈾吸附劑MCM-TEPA。2.采用靜態(tài)吸附法研究了多氨基含氮配體改性的介孔二氧化硅MCM-TEPA在水溶液中鈾的吸附行為,探討了溶液pH、吸附時間、吸附劑用量、溶液初始濃度等因素對吸附性能的影響。結果表明,溶液pH對吸附性能有顯著影響,在pH為5.2時吸附率最高;在鈾初始濃度為120mg/的溶液中,加入吸附劑4.5mg,40分鐘吸附可達平衡,吸附率達到99%,最大吸附容量為454mg/g。對MCM-TEPA吸附鈾的過程進行動力學和熱力學研究,發(fā)現(xiàn)吸附符合擬二級動力學模型。3.利用3-氨基丙基三甲氧基硅烷修飾介孔氧化硅,制備了單氨基改性的MCM-NH2吸附劑,將MCM-NH2和MCM-TEPA進行鈾吸附對比實驗,結果表明,MCM-NH2吸附飽和時間約60分鐘,最大吸附量為156mg/g�？梢奙CM-TEPA對鈾的吸附效果遠遠優(yōu)于MCM-NH2。表明多氨基含氮配體改性的MCM-TEPA中的多個氨基作用位點與鈾酰離子發(fā)生多重配位,加強了與鈾酰離子的配位作用,對鈾的吸附速率快,縮短了吸附平衡時間,提高了吸附量,增強了吸附性能。
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O647.33;TL941.1

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本文編號：1331787