發(fā)布時(shí)間：2021-12-10 08:17

　　核能作為一種新型清潔能源,有望用于解決人類(lèi)所面臨的能源問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題,核能在全球能源戰(zhàn)略中的地位不斷提高。而為了保證核能可持續(xù)發(fā)展,亟需解決核燃料鈾資源的保障問(wèn)題。鑒于海水中含有約45億噸鈾資源,是陸地鈾礦資源的1000倍左右,海水提鈾成為了人類(lèi)應(yīng)對(duì)陸地鈾資源短缺問(wèn)題的重要策略。海水提鈾研究至今已發(fā)展了六七十年,近年來(lái),越來(lái)越多的國(guó)家將注意力投向海水提鈾方向,海水提鈾相關(guān)研究得到了快速的發(fā)展。然而,用于海水提鈾的吸附材料受海洋生物污損的影響極為嚴(yán)重,導(dǎo)致材料的力學(xué)性能和吸附性能大幅度降低。目前已有抗生物污損海水提鈾材料的相關(guān)研究,材料抗生物污損的主要有抗菌/抗藻和抗生物附著兩種機(jī)理。抗菌/抗藻的機(jī)理都是對(duì)有機(jī)體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響或破壞,導(dǎo)致有機(jī)體死亡;抗附著的機(jī)理是賦予材料表面超親水性,減少材料與有機(jī)體之間的相互作用力,進(jìn)而防止有機(jī)體在材料表面附著。但是,現(xiàn)有的抗菌/抗藻吸附材料多以易脫落的抗菌納米金屬顆粒,或者抗菌活性相對(duì)較差的單分子抗生素、單分子抗菌基團(tuán)和單分子親水官能團(tuán)進(jìn)行修飾,且現(xiàn)有的抗生物附著材料的官能化程度低,因此,抗生物污損提鈾材料抗生物污損的活性和長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性均有待提... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：116 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．丨海水中鈾（ＶＩ）的組成形式丨＂丨??ｌ．Ｕ〇２２＋；?２．（Ｕ０２）（Ｃ０３）（ａｑ）；?３．Ｕ０２ＯＨ＋；?４．（Ｕ〇２）（Ｃ〇３）２２－；?５．Ｃａ２［（Ｕ０２）（Ｃ０３）３］（ａｑ）；?６．??Ｍｇ［（Ｕ０２）（Ｃ０３）３］２－；?７．?Ｃａ［（Ｕ〇２）（Ｃ０３）３］２－；?８．?（Ｕ０２）（Ｃ０３）３４－；灰色線表示海水?ｐＨ＝８．２??

水提鈾研宄中占重要地位，本論文根據(jù)材料的組成??成分，將無(wú)機(jī)類(lèi)吸附材料分為以下幾類(lèi)：金屬氧化物材料、無(wú)機(jī)物基體改性材料??和金屬－有機(jī)框架結(jié)構(gòu)材料（ＭＯＦｓ）。??１．２．１．１金屬氧化物材料??金屬氧化物吸附材料比表面積和孔隙奉高，且制備簡(jiǎn)單１３９４２］。Ｌｉ等［４３］通過(guò)在??水／乙醇環(huán)境下加入Ｍｇ（Ｎ０３）２，在沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料ＺＩＦ－６７模板表面形成??中空菱形十二面體結(jié)構(gòu)，制備出Ｍｇ－Ｃｏ層狀雙氫氧化物鈾吸附材料Ｍｇ－ＣｏＬＤＨ??（ＬＤＨ表示層狀雙金屬氫氧化物，如圖１．２）。該吸附材料在鈾濃度為３?ｐｐｂ的模??擬海水中，吸附容量為０．００６?ｐｇ／ｇ；將模擬海水鈾濃度調(diào)整至２００?ｐｐｂ后，材料??吸附容量提升至０．４?｜ｉｇ／ｇ。??ｗ?Ｉ??ＮＯｊ????圖１．２通過(guò)乙嚇－６７模板制備％８－＜：〇１＾）１１的過(guò)程示意圖（左）和蛾＾１圖（右）１４３１??但是，金屬氧化物材料存在粒徑較小，投放、回收和分離較為困難的缺點(diǎn)。??Ｃｈｏｕｙｙｏｋ等％］研宄了鐵、錳氧化物納米復(fù)合材料對(duì)鈾的吸附性能，發(fā)現(xiàn)材料比??表面積越高，吸附效率越高，尤其是Ｆｅ－Ｍｎ０２非磁材料和Ｍｎ－Ｆｅ３〇４磁性材料，??它們不僅具有良好的吸附效果，還有極快的吸附速率，在真實(shí)海水中吸附僅４小??４??

?第一章緒?論???時(shí)，其吸附量就可以達(dá)到３ｍｇ／ｇ。此外，Ｍｎ－Ｆｅ３〇４磁性材料在Ｎａ２Ｃ０３溶液中進(jìn)??行洗脫時(shí)可以利用材料的磁性，達(dá)到快速分離的效果［４５３６］。??硫與氧均為ＶＩ?Ａ族元素，化學(xué)性質(zhì)較為相似，有學(xué)者嘗試采用廉價(jià)、穩(wěn)定??的金屬硫化物代替金屬氧化物作為吸附材料，發(fā)現(xiàn)其對(duì)鈾酰具有良好的吸附性能??良好［４７４８］。Ｍａｎｏｓ等［４９］合成了一種金屬硫化物型無(wú)機(jī)離子交換材料Ｋ２ＭｎＳｎ２Ｓ６??（ＫＭＳ－１，如圖１．３），該材料層間有活潑的Ｋ＋，由于Ｕ〇２２＋與Ｓ２？之間有強(qiáng)相互??作用，Ｋ＋可以與Ｕ〇２２＋發(fā)生強(qiáng)烈的交換作用，交換容量可達(dá)３８０ｍｇ／ｇ。在實(shí)驗(yàn)室??條件下，該材料對(duì)真實(shí)海水中鈾的吸收率可達(dá)９９．９％。??—?ｕｏ＿、＇?５［７４ｎｍ??？?Ｋ＋‘??圖１．３?ＫＭＳ－ｌ中Ｕ０２２＋與Ｋ＋的交換機(jī)理示意圖Ｍ??金屬氧化物無(wú)機(jī)吸附材料雖然具有吸附速率快、制備簡(jiǎn)單、洗脫容易等優(yōu)點(diǎn)，??但是同時(shí)也存在很多不足，如制備溫度難控制、易結(jié)晶、易與其它離子形成絡(luò)合??離子，以及吸附性能受外界環(huán)境因素影響嚴(yán)重、對(duì)鈾吸附選擇性差且投放量高等。??此外，金屬氧化物在真實(shí)海水中孔隙易堵塞，造成材料吸附效率降低，且此類(lèi)材??料在真實(shí)海水中投放后不易回收，實(shí)用性有待提高。??１．２．１．２無(wú)機(jī)物基體改性材料??無(wú)機(jī)物基體材料如介孔碳、埃洛石納米管等，具有良好的物化穩(wěn)定性和大比??表面積，但此類(lèi)材料本身對(duì)鈾不具有高吸附性能和吸附選擇性，常采用官能團(tuán)修??飾法，賦予材料更好的吸附性能。??原始的介孔碳材料的疏水性表面不適合從水體系中吸附鈾酰，但材料表面可??通過(guò)化學(xué)氧化法進(jìn)行活化處理，增加其表面

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)海水提鈾研究進(jìn)展[J]. 李昊,文君,汪小琳.  科學(xué)通報(bào). 2018(Z1)
[2]中國(guó)海水提鈾研究進(jìn)展[J]. 熊潔,文君,胡勝,汪小琳.  核化學(xué)與放射化學(xué). 2015(05)
[3]海水提鈾的研究進(jìn)展[J]. 陳樹(shù)森,任宇,丁海云,宿延濤.  原子能科學(xué)技術(shù). 2015(03)



本文編號(hào)：3532232