本文關(guān)鍵詞：配位和電荷功能化吸附材料用于鈾酰離子的高效富集研究

  更多相關(guān)文章： 海水提鈾 正電荷 無紡布 偕胺肟 磷酸酯 電位

【摘要】：當(dāng)今時(shí)代,不斷增長的能源需求以及傳統(tǒng)化石燃料的減少促進(jìn)了核能的快速發(fā)展。隨著陸地上鈾礦資源的減少,鈾資源的連續(xù)供應(yīng)得到了廣泛的關(guān)注。海水中的鈾大約為45億噸,是陸地上的1000倍。因此,開發(fā)新型的吸附劑用于海水提鈾對(duì)于保證未來的核能發(fā)展非常重要。然而海水中鈾的濃度很低(3.3 ppb),以及海水中共存的離子很多且量很大等不利因素,都制約了海水提鈾的效率和成本。鑒于海水中鈾酰離子主要是以碳酸鈾酰負(fù)離子([UO2(CO3)3]4-)存在,本論文利用配體和電荷的協(xié)同作用原理,制備了兩種不同的功能高分子材料,期望可以快速高效對(duì)鈾酰離子進(jìn)行富集。本論文的具體研究內(nèi)容如下:(1)表面正電荷修飾偕胺肟基無紡布吸附材料用于潛在的海水提鈾研究本研究制備了一種表面帶正電荷偕胺肟基纖維吸附劑用于潛在的海水提鈾研究。首先利用γ射線輻照將聚乙烯基咪唑接枝到聚丙烯無紡布上,后經(jīng)過離子化和偕胺肟化后獲得功能吸附材料。吸附可以在pH 8.0及室溫下經(jīng)過50小時(shí)達(dá)到平衡,吸附容量可達(dá)到119.76 mgU/g。與不帶電荷的材料相比,帶正電荷的吸附劑PP-g-PVIm+Br-AO表現(xiàn)出了更快的吸附速率、較高的吸附容量和選擇性。即使在極低濃度下(1.7 ppb),陽離子吸附材料也表現(xiàn)出了同樣優(yōu)異的性能。結(jié)果表明這些陽離子吸附材料可以作為一種潛在的吸附劑用于海水提鈾。(2)電位可控磷酸酯功能化的聚苯乙烯微球用于鈾酰離子的高效富集本研究報(bào)道了表面電位可控的磷酸酯功能化的苯乙烯微球用于鈾酰離子的有效富集。微球以一種新型的兩親性共聚單體4-乙烯基芐基膦酸二乙酯作為乳化劑和共聚單體乳液聚合制備,通過使用不同類型的引發(fā)劑控制表面電位。表面帶高正電位的吸附劑相較于帶負(fù)電位的材料表現(xiàn)出了更快的吸附速率和更高的吸附選擇性。吸附過程符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附模型,在298.15 K、pH 8.0溶液中,吸附可以在200分鐘左右達(dá)到吸附平衡,最大吸附容量達(dá)到83.4 mg U/g。表面帶高電位的吸附劑與電中性的材料相比具有相對(duì)較高的吸附容量。此外,吸附劑可以有效的再生,5次循環(huán)后重復(fù)使用性能較好。該工作提供了一個(gè)從水溶液中高效富集鈾酰離子的新方法。
【關(guān)鍵詞】：海水提鈾 正電荷 無紡布 偕胺肟 磷酸酯 電位
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O647.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-43
• 1.1 引言11-12
• 1.2 鈾在海水中的存在形式12-13
• 1.3 海水提鈾技術(shù)研究進(jìn)展13-19
• 1.3.1 離子交換法14-15
• 1.3.2 浮選法15-16
• 1.3.3 膜分離法16
• 1.3.4 生物富集法16-17
• 1.3.5 吸附法17-19
• 1.4 海水提鈾吸附劑研究進(jìn)展19-30
• 1.4.1 新型無機(jī)吸附劑20-24
• 1.4.2 印跡材料24-26
• 1.4.3 纖維吸附劑26-29
• 1.4.4 功能高分子微球29-30
• 1.5 海水提鈾相關(guān)海試進(jìn)展30-31
• 1.6 本研究工作的設(shè)計(jì)思路31-33
• 參考文獻(xiàn)33-43
• 第二章 表面正電荷修飾偕胺肟基無紡布吸附材料用于潛在的海水提鈾研究43-63
• 2.1 引言43-44
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分44-47
• 2.2.1 原料及試劑44
• 2.2.2 測(cè)試表征44-45
• 2.2.3 無紡布接枝聚乙烯基咪唑接枝共聚物 (PP-g-PVIm)的制備45
• 2.2.4 表面帶正電荷偕胺肟基的纖維吸附劑（PP-g-PVIm~+Br~-AO）制備45-46
• 2.2.5 鈾酰離子吸附實(shí)驗(yàn)46-47
• 2.3 結(jié)果與討論47-58
• 2.3.1 表面帶正電荷偕胺肟基的纖維吸附劑（PP-g-PVIm~+Br~-AO）的制備和表征47-50
• 2.3.2 正電荷對(duì)吸附鈾的影響50-54
• 2.3.3 吸附等溫線研究54-57
• 2.3.4 低濃度下鈾酰吸附性能的測(cè)試57
• 2.3.5 脫吸附及循環(huán)實(shí)驗(yàn)57-58
• 2.4 本章小節(jié)58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 第三章 電位可控磷酸酯功能化聚苯乙烯微球用于鈾酰離子的高效富集63-82
• 3.1 引言63-64
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分64-66
• 3.2.1 原料及試劑64
• 3.2.2 測(cè)試表征64-65
• 3.2.3 4-乙烯基芐基膦酸二乙酯（DEVBP）的制備65
• 3.2.4 磷酸酯功能化微球的制備65-66
• 3.2.5 鈾酰離子吸附實(shí)驗(yàn)66
• 3.2.6 脫吸附及循環(huán)實(shí)驗(yàn)66
• 3.3 結(jié)果與討論66-76
• 3.3.1 DEVBP的制備和表征66-67
• 3.3.2 微球的制備和表征67-68
• 3.3.3 pH值和吸附劑用量對(duì)吸附鈾的影響68-69
• 3.3.4 電位對(duì)鈾酰吸附速率的影響69-72
• 3.3.5 共存陽離子對(duì)鈾酰吸附的影響72-73
• 3.3.6 吸附等溫線73-75
• 3.3.7 脫吸附及循環(huán)實(shí)驗(yàn)75-76
• 3.4 本章小節(jié)76-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 第四章 全文總結(jié)82-84
• 4.1 本論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下82-83
• 4.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)83
• 4.3 存在的問題及展望83-84
• 在讀期間本人己發(fā)表或錄用的論文84-85
• 致謝85-86

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