【摘要】：隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展,人們所面臨的能源問題也愈發(fā)嚴峻�；茉词乾F(xiàn)代工業(yè)體系使用的主要能源。但傳統(tǒng)的化石能源屬于不可再生能源,必將面臨枯竭的危險,況且化石燃料在使用過程中不可避免的會產(chǎn)生有害于環(huán)境的污染氣體。核能源,作為一種清潔高效的能源,被認為是化石能源最好的替代選擇之一。鈾是核能工業(yè)最主要的燃料,但我國陸地鈾礦匱乏,鈾資源供應(yīng)大量依賴進口。海洋中貯藏有豐富的鈾資源,因此積極開發(fā)海水提鈾技術(shù),可以為我國鈾資源儲備提供保障,有利于我國核能事業(yè)穩(wěn)定快速發(fā)展。本文主要研究了金屬有機框架類吸附劑材料。制備了四種鋁基金屬有機框架類吸附劑,通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射、傅里葉變換紅外光譜等測試技術(shù)對材料結(jié)構(gòu)與形貌進行表征;開展吸附實驗,研究材料的鈾吸附性能;借助適宜的數(shù)學(xué)模型對相關(guān)吸附數(shù)據(jù)進行進一步研究;通過離子競爭實驗、循環(huán)吸脫附實驗以及模擬海水實驗,考察了吸附劑全方面的吸附性能;通過XPS等分析測試手段對幾種吸附劑吸附機理進行分析。利用溶劑熱法成功制備了金屬有機框架材料MIL-68。合成的MIL-68比表面積具有較大的比表面積和良好的穩(wěn)定性。鈾吸附實驗結(jié)果表明,其最佳吸附條件為pH等于8.0;在實驗室條件下,最大吸附量可以達到267.5 mg/g;MIL-68具有良好的選擇性和循環(huán)利用率;在模擬海水環(huán)境中,對低濃度鈾吸附效率達到85%。利用一鍋法合成了MIL-68/氧化石墨復(fù)合材料。材料吸附性能良好,在pH等于8.0,初始濃度200 mg/L時,最大吸附容量為370 mg/g,吸附劑的循環(huán)使用性、選擇性良好,對低濃度鈾的吸附效率超過75%。利用水熱法合成了MIL-53和氨基功能化的MIL-53-NH_2。鈾吸附實驗結(jié)果表明,兩種吸附劑的最佳pH均為8.0;且在初始濃度為200 mg/L時,其最大吸附量分別達到190和452 mg/g,說明氨基功能化可以有效提高MIL-53的鈾吸附性能。MIL-53-NH_2在模擬海水中也表現(xiàn)出良好的吸附能力。
【圖文】：

圖 3.1 合成的 MIL-68 的 XRD 譜圖為合成的 MIL-68 的 SEM 圖像。從圖 3.2 a 中可以看到粒大小平均約有 2 μm。從圖 3.2 c 中可以看出，MIL-68

圖 3.2 不同放大倍率的 MIL-68 的 SEM 圖像，，a. 5000 倍；b. 3000 倍；c. 1000 倍利用 FT-IR 技術(shù)對 MIL-68 所含的各官能團進行表征，結(jié)果如圖 3.3 所示。從 MIL-68紅外譜線可以看到，在 3418 cm-1位置處的吸收峰為羥基（-OH）的伸縮振動引起的； 2920 cm-1位置處的吸收峰是由苯環(huán)上的 C-H 振動引起的；1320 至 1790 cm-1之間的吸
【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】：2018
【分類號】：TL21;TQ424

【參考文獻】

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本文編號：2695669