發(fā)布時間：2020-04-12 15:52

【摘要】：礦物燃料帶來的環(huán)境問題已深刻影響到居民健康和實體經(jīng)濟,而陸地上化石能源日漸枯竭,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整刻不容緩,核裂變能作為目前商業(yè)化應(yīng)用最為成熟的新型能源是應(yīng)對問題的有效手段。然而,鈾具有強烈的放射性和生物毒性,威脅生物生存;鈾礦開采和核燃料加工過程中向環(huán)境中排放產(chǎn)生大量的鈾,同時,核電的快速發(fā)展要求從海洋中探索新的核燃料來源;尋找高效的吸附材料,解決溶液中鈾的分離與純化難題,成為環(huán)境和能源領(lǐng)域的研究熱點。本論文首先對MgO的原料配比進行了減量化改進,得到原料中EG的最佳加入量為10mL,運用改進的氣氛蒸發(fā)爐批量制備了 MgO,并通過SEM、TEM和N_2吸附-脫附等手段證明了產(chǎn)品的多級結(jié)構(gòu)；隨后,考察了 MgO產(chǎn)品對模擬海水中U(Ⅵ)的分離效果,其對鈾的吸附率高達(dá)95%～100%,最大飽和吸附量為1.09mg/g(25℃,141μg/L);最后,利用XRD和XPS等表征手段探索了 MgO對UO_2~(2+)的吸附機理。針對MgO在溶液中穩(wěn)定性差、選擇性和連續(xù)吸附效果不佳等缺陷,采用溶劑蒸發(fā)自組裝法制得了ZnO多級結(jié)構(gòu);經(jīng)過考察葡萄糖(G)的加入量對產(chǎn)物形貌的影響,得到了原料中G的最佳比例,并通過SEM、TEM和BET等設(shè)備和方法證明了產(chǎn)品為類球狀ZnO顆粒聚集成的具有多級結(jié)構(gòu)的團簇;對其進行的性能評價結(jié)果表明:合成的ZnO多級結(jié)構(gòu)具有良好的吸附性能,吸附量達(dá)到1004mg/g(pH=4.0,25℃,500mg/L),常溫下的吸附過程符合Freundlich等溫吸附方程(R2=0.979)和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型(R2=0.978/100mg/L;R2=0.998/400mg/L);接著,利用 XRD 和 XPS 等表征手段對其吸附機理進行了探索,提出了材料的微觀吸附過程模型;最后考察了材料對鈾酰對的循環(huán)吸-脫附性能和選擇性,結(jié)果顯示:在最優(yōu)脫附劑NaHCO_3(0.01mol/L)的作用下循環(huán)吸附-脫附五次,ZnO對鈾的去除率仍保持在92%,材料對鈾酰離子具有優(yōu)異的選擇性。為進一步改善ZnO的穩(wěn)定性,向原料中加入鎂、鋁、鐵和鈦的硝酸化合物,制得了 Zn-Al-O、Zn-Fe-O和Zn-Ti-O三種二元氧化物;綜合考察其吸附容量、穩(wěn)定性以及對鈾的選擇性后發(fā)現(xiàn),三種材料中Zn-Al-O的綜合性能最佳,單次吸附過程中的質(zhì)量損失率降至5%左右,最佳脫附劑為0.01mol/LNa_2CO_3溶液,脫附率達(dá)到99%。
【圖文】：

圖１．１半波整流交流電法鈾吸附機理逡逑除生物法之外最近美國斯坦福大學(xué)［７３］開發(fā)了一種利用電化學(xué)法進行鈾吸附的新方逡逑法（如圖１．１），該方法，基于半波整流交流電的電化學(xué)方法（ＨＷ－ＡＣＥ），將對鈾有著逡逑很強選擇性和吸附性的偕胺肟材料負(fù)載到導(dǎo)電基底上，導(dǎo)電后，電場使鈾離子遷移到電逡逑６逡逑

邐．邋ｅ＂逡逑圖１．１半波整流交流電法鈾吸附機理逡逑除生物法之外最近美國斯坦福大學(xué)［７３］開發(fā)了一種利用電化學(xué)法進行鈾吸附的新方逡逑法（如圖１．１），，該方法，基于半波整流交流電的電化學(xué)方法（ＨＷ－ＡＣＥ），將對鈾有著逡逑很強選擇性和吸附性的偕胺肟材料負(fù)載到導(dǎo)電基底上，導(dǎo)電后，電場使鈾離子遷移到電逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O647.3;TL212.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2624902