載鐵活性炭的制備及其對(duì)水溶液中鈾酰離子的去除研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-26 11:01
在鈾礦開(kāi)釆和提煉過(guò)程中產(chǎn)生大量的含鈾廢水,會(huì)改變鈾礦周?chē)h(huán)境的本底輻射而引發(fā)物種基因突變,對(duì)人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展造成潛在威脅,也會(huì)給人類(lèi)身體健康和國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重影響。鐵單質(zhì)因具備較高的反應(yīng)活性而成為環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn),但是單質(zhì)鐵易團(tuán)聚和易氧化的特性抑制了其應(yīng)用。近年來(lái),載鐵活性炭被認(rèn)為是可以緩解鐵單質(zhì)缺陷的有效方式之一。因此,尋求一種優(yōu)良的方法制備高性能、低成本的載鐵活性炭顯得十分重要。本文提出了采用液相還原(Liquid Reduction method,LR)、碳熱法(Carbonthermal Treatment method,CT)、初濕含浸法(Incipient Wetness method,IW)制備載鐵活性炭(Fe loaded Active Carbon,Fe-AC),并借助掃描電鏡(Scanning Electron Microseope,SEM)、X射線(xiàn)衍射(X-ray diffraction,XRD)、比表面&孔徑分析(Specific Surface Area&Pore Size,SSA&PZ)、X射線(xiàn)光電子譜(X-ray...
【文章來(lái)源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 選題依據(jù)和研究背景
1.1.1 核能發(fā)展的必然性
1.1.2 含鈾廢水的來(lái)源與特點(diǎn)
1.2 含鈾廢水處理的研究現(xiàn)狀
1.2.1 含鈾廢水的傳統(tǒng)處理方法
1.2.2 含鈾廢水處理的新方法
1.3 載鐵復(fù)合材料去除U(VI)的研究現(xiàn)狀
1.3.1 對(duì)納米鐵進(jìn)行修飾的原因
1.3.2 載鐵復(fù)合材料制備方法的研究進(jìn)展
1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.4 發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題
1.4 研究意義
1.5 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線(xiàn)及創(chuàng)新點(diǎn)
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 技術(shù)路線(xiàn)
1.5.3 創(chuàng)新點(diǎn)
2 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 載鐵活性炭樣品的制備
2.2.1 活性炭的預(yù)處理
2.2.2 液相還原法制備載鐵活性炭
2.2.3 碳熱法制備載鐵活性炭
2.2.4 初濕含浸法制備載鐵活性炭
2.3 載鐵活性炭結(jié)構(gòu)的表征方法
2.3.1 掃描電鏡分析
2.3.2 X射線(xiàn)衍射分析
2.3.3 比表面&孔徑分析
2.3.4 X-射線(xiàn)光電子譜分析
2.3.5 紅外光譜分析
2.4 吸附實(shí)驗(yàn)方法
2.4.1 鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
2.4.2 鈾標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制
2.5 吸附實(shí)驗(yàn)
2.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
2.6.1 去除率和吸附量的計(jì)算
2.6.2 吸附動(dòng)力學(xué)分析
2.6.3 吸附等溫線(xiàn)分析
2.6.4 吸附熱力學(xué)分析
2.7 本章小結(jié)
3 Fe-AC-LR去除水溶液中的U(VI)
3.1 前言
3.2 Fe-AC-LR的吸附前后的表征
3.2.1 掃描電鏡分析
3.2.2 X-射線(xiàn)衍射分析
3.2.3 Fe-AC-LR吸附前后比表面參數(shù)分析
3.2.4 Fe-AC-LR吸附前后X-射線(xiàn)光電子能譜分析
3.2.5 Fe-AC-LR吸附前后FTIR圖譜比較分析
3.3 Fe-AC-LR吸附鈾酰離子的影響因素
3.3.1 活性炭粒徑對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.2 Fe-AC-LR投加量對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.4 FeSO4?7H2O/AC質(zhì)量比對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.5 溶液初始U(VI)濃度的影響
3.3.6 溫度對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.7 pH對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.8 腐殖酸對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.9 離子強(qiáng)度對(duì)U(VI)去除率的影響
3.4 吸附動(dòng)力學(xué)
3.4.1 Fe-AC-LR吸附U(VI)的動(dòng)力學(xué)分析
3.4.2 Fe-AC-LR去除U(VI)顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合
3.5 吸附等溫式
3.6 Fe-AC-LR吸附U(VI)的機(jī)理分析
3.7 本章小結(jié)
4 Fe-AC-CT去除水溶液中的U(VI)
4.1 前言
4.2 Fe-AC-CT的吸附前后的表征
4.2.1 掃描電鏡分析
4.2.2 X射線(xiàn)衍射分析
4.2.3 Fe-AC-CT吸附前后比表面參數(shù)分析
4.2.4 X-射線(xiàn)光電子能譜分析
4.2.5 FTIR圖譜比較分析
4.3 Fe-AC-CT吸附鈾酰離子的影響因素
4.3.1 活性炭粒徑對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.2 Fe-AC-CT投加量對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.4 FeSO4?7H2O/AC質(zhì)量比對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.5 U(VI)溶液初始濃度的影響
4.3.6 溫度對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.7 pH對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.8 腐殖酸對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.9 離子強(qiáng)度對(duì)U(VI)去除率的影響
4.4 吸附動(dòng)力學(xué)
4.5 吸附等溫式
4.6 吸附熱力學(xué)
4.7 Fe-AC-CT吸附U(VI)的機(jī)理分析
4.8 本章小結(jié)
5 Fe-AC-IW去除水溶液中的U(VI)
5.1 前言
5.2 Fe-AC-IW的吸附前后的表征
5.2.1 掃描電鏡分析
5.2.2 X射線(xiàn)衍射分析
5.2.3 Fe-AC-CT吸附前后比表面參數(shù)分析
5.2.4 X-射線(xiàn)光電子能譜分析
5.2.5 FTIR圖譜比較分析
5.3 Fe-AC-IW吸附鈾酰離子的影響因素
5.3.1 活性炭粒徑對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.2 Fe-AC-IW投加量對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.4 FeSO4?7H2O/AC質(zhì)量比對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.5 溶液初始U(VI)濃度的影響
5.3.6 溫度對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.7 pH對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.8 腐殖酸對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.9 離子強(qiáng)度對(duì)U(VI)去除率的影響
5.4 吸附動(dòng)力學(xué)
5.5 吸附等溫式
5.6 吸附熱力學(xué)
5.7 Fe-AC-IW吸附U(VI)的機(jī)理分析
5.8 本章小結(jié)
6 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)核電戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)“十二五”培育與中長(zhǎng)期發(fā)展展望[J]. 郭晴,蘇罡. 中國(guó)工程科學(xué). 2016(04)
[2]我國(guó)今年上半年核電運(yùn)行情況報(bào)告發(fā)布[J]. 環(huán)境. 2016(08)
[3]聯(lián)苯甲酰橋聯(lián)β-環(huán)糊精吸附U(Ⅵ)的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)(英文)[J]. 荊鵬飛,劉慧君,張勤,胡勝勇,雷蘭林,馮志遠(yuǎn). 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]美國(guó)預(yù)測(cè)全球核電到2040年仍將強(qiáng)勁增長(zhǎng)[J]. 伍浩松. 國(guó)外核新聞. 2016(06)
[5]全球鈾礦業(yè)動(dòng)態(tài)及中國(guó)應(yīng)對(duì)策略[J]. 王世虎,歐陽(yáng)平. 中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì). 2016(05)
[6]含鈾廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 胡鄂明,邵二言,趙靜. 湖南生態(tài)科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[7]“三大戰(zhàn)略”助力鈾資源開(kāi)發(fā)新突破[J]. 張金帶. 中國(guó)核工業(yè). 2015(11)
[8]羥基磷灰石負(fù)載納米零價(jià)鐵去除水溶液中鈾(Ⅵ)的研究[J]. 高芳,張衛(wèi)民,郭亞丹,李亦然,潘志平. 中國(guó)陶瓷. 2015(08)
[9]液相還原和碳熱法制備納米零價(jià)鐵/活性炭復(fù)合材料的比較研究[J]. 張小毛,陳維芳,晏長(zhǎng)成,張敬會(huì),王偉亞. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]離子交換樹(shù)脂對(duì)鈾的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附行為研究[J]. 胡鄂明,張皖桂,王清良,邵二言,梁建龍. 南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
博士論文
[1]介孔孔道限域納米零價(jià)鐵的制備及在地下水污染修復(fù)中的應(yīng)用[D]. 孫霞.南京理工大學(xué) 2014
[2]蒙脫石負(fù)載納米零價(jià)鐵對(duì)水溶液中鈾的去除研究[D]. 徐佳麗.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2014
[3]新型功能化吸附劑的制備及其吸附鈾的試驗(yàn)研究[D]. 彭國(guó)文.中南大學(xué) 2014
碩士論文
[1]六氟化鈾堿吸收液中低濃度鈾的富集過(guò)程研究[D]. 李勤玉.蘭州大學(xué) 2016
[2]納米零價(jià)鐵對(duì)水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附特性研究[D]. 唐歡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]載鐵活性炭吸附劑的制備及除砷機(jī)理研究[D]. 肖靜.湘潭大學(xué) 2013
[4]載鐵活性炭的制備及對(duì)P(V)的吸附性能研究[D]. 王正芳.南京大學(xué) 2011
[5]離子交換提鈾離子交換提鈾工藝用水閉路循環(huán)技術(shù)研究[D]. 周根茂.天津大學(xué) 2010
本文編號(hào):3644493
【文章來(lái)源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 選題依據(jù)和研究背景
1.1.1 核能發(fā)展的必然性
1.1.2 含鈾廢水的來(lái)源與特點(diǎn)
1.2 含鈾廢水處理的研究現(xiàn)狀
1.2.1 含鈾廢水的傳統(tǒng)處理方法
1.2.2 含鈾廢水處理的新方法
1.3 載鐵復(fù)合材料去除U(VI)的研究現(xiàn)狀
1.3.1 對(duì)納米鐵進(jìn)行修飾的原因
1.3.2 載鐵復(fù)合材料制備方法的研究進(jìn)展
1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.4 發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題
1.4 研究意義
1.5 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線(xiàn)及創(chuàng)新點(diǎn)
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 技術(shù)路線(xiàn)
1.5.3 創(chuàng)新點(diǎn)
2 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 載鐵活性炭樣品的制備
2.2.1 活性炭的預(yù)處理
2.2.2 液相還原法制備載鐵活性炭
2.2.3 碳熱法制備載鐵活性炭
2.2.4 初濕含浸法制備載鐵活性炭
2.3 載鐵活性炭結(jié)構(gòu)的表征方法
2.3.1 掃描電鏡分析
2.3.2 X射線(xiàn)衍射分析
2.3.3 比表面&孔徑分析
2.3.4 X-射線(xiàn)光電子譜分析
2.3.5 紅外光譜分析
2.4 吸附實(shí)驗(yàn)方法
2.4.1 鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
2.4.2 鈾標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制
2.5 吸附實(shí)驗(yàn)
2.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
2.6.1 去除率和吸附量的計(jì)算
2.6.2 吸附動(dòng)力學(xué)分析
2.6.3 吸附等溫線(xiàn)分析
2.6.4 吸附熱力學(xué)分析
2.7 本章小結(jié)
3 Fe-AC-LR去除水溶液中的U(VI)
3.1 前言
3.2 Fe-AC-LR的吸附前后的表征
3.2.1 掃描電鏡分析
3.2.2 X-射線(xiàn)衍射分析
3.2.3 Fe-AC-LR吸附前后比表面參數(shù)分析
3.2.4 Fe-AC-LR吸附前后X-射線(xiàn)光電子能譜分析
3.2.5 Fe-AC-LR吸附前后FTIR圖譜比較分析
3.3 Fe-AC-LR吸附鈾酰離子的影響因素
3.3.1 活性炭粒徑對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.2 Fe-AC-LR投加量對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.4 FeSO4?7H2O/AC質(zhì)量比對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.5 溶液初始U(VI)濃度的影響
3.3.6 溫度對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.7 pH對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.8 腐殖酸對(duì)U(VI)去除率的影響
3.3.9 離子強(qiáng)度對(duì)U(VI)去除率的影響
3.4 吸附動(dòng)力學(xué)
3.4.1 Fe-AC-LR吸附U(VI)的動(dòng)力學(xué)分析
3.4.2 Fe-AC-LR去除U(VI)顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合
3.5 吸附等溫式
3.6 Fe-AC-LR吸附U(VI)的機(jī)理分析
3.7 本章小結(jié)
4 Fe-AC-CT去除水溶液中的U(VI)
4.1 前言
4.2 Fe-AC-CT的吸附前后的表征
4.2.1 掃描電鏡分析
4.2.2 X射線(xiàn)衍射分析
4.2.3 Fe-AC-CT吸附前后比表面參數(shù)分析
4.2.4 X-射線(xiàn)光電子能譜分析
4.2.5 FTIR圖譜比較分析
4.3 Fe-AC-CT吸附鈾酰離子的影響因素
4.3.1 活性炭粒徑對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.2 Fe-AC-CT投加量對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.4 FeSO4?7H2O/AC質(zhì)量比對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.5 U(VI)溶液初始濃度的影響
4.3.6 溫度對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.7 pH對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.8 腐殖酸對(duì)U(VI)去除率的影響
4.3.9 離子強(qiáng)度對(duì)U(VI)去除率的影響
4.4 吸附動(dòng)力學(xué)
4.5 吸附等溫式
4.6 吸附熱力學(xué)
4.7 Fe-AC-CT吸附U(VI)的機(jī)理分析
4.8 本章小結(jié)
5 Fe-AC-IW去除水溶液中的U(VI)
5.1 前言
5.2 Fe-AC-IW的吸附前后的表征
5.2.1 掃描電鏡分析
5.2.2 X射線(xiàn)衍射分析
5.2.3 Fe-AC-CT吸附前后比表面參數(shù)分析
5.2.4 X-射線(xiàn)光電子能譜分析
5.2.5 FTIR圖譜比較分析
5.3 Fe-AC-IW吸附鈾酰離子的影響因素
5.3.1 活性炭粒徑對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.2 Fe-AC-IW投加量對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.4 FeSO4?7H2O/AC質(zhì)量比對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.5 溶液初始U(VI)濃度的影響
5.3.6 溫度對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.7 pH對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.8 腐殖酸對(duì)U(VI)去除率的影響
5.3.9 離子強(qiáng)度對(duì)U(VI)去除率的影響
5.4 吸附動(dòng)力學(xué)
5.5 吸附等溫式
5.6 吸附熱力學(xué)
5.7 Fe-AC-IW吸附U(VI)的機(jī)理分析
5.8 本章小結(jié)
6 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)核電戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)“十二五”培育與中長(zhǎng)期發(fā)展展望[J]. 郭晴,蘇罡. 中國(guó)工程科學(xué). 2016(04)
[2]我國(guó)今年上半年核電運(yùn)行情況報(bào)告發(fā)布[J]. 環(huán)境. 2016(08)
[3]聯(lián)苯甲酰橋聯(lián)β-環(huán)糊精吸附U(Ⅵ)的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)(英文)[J]. 荊鵬飛,劉慧君,張勤,胡勝勇,雷蘭林,馮志遠(yuǎn). 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]美國(guó)預(yù)測(cè)全球核電到2040年仍將強(qiáng)勁增長(zhǎng)[J]. 伍浩松. 國(guó)外核新聞. 2016(06)
[5]全球鈾礦業(yè)動(dòng)態(tài)及中國(guó)應(yīng)對(duì)策略[J]. 王世虎,歐陽(yáng)平. 中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì). 2016(05)
[6]含鈾廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 胡鄂明,邵二言,趙靜. 湖南生態(tài)科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[7]“三大戰(zhàn)略”助力鈾資源開(kāi)發(fā)新突破[J]. 張金帶. 中國(guó)核工業(yè). 2015(11)
[8]羥基磷灰石負(fù)載納米零價(jià)鐵去除水溶液中鈾(Ⅵ)的研究[J]. 高芳,張衛(wèi)民,郭亞丹,李亦然,潘志平. 中國(guó)陶瓷. 2015(08)
[9]液相還原和碳熱法制備納米零價(jià)鐵/活性炭復(fù)合材料的比較研究[J]. 張小毛,陳維芳,晏長(zhǎng)成,張敬會(huì),王偉亞. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]離子交換樹(shù)脂對(duì)鈾的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附行為研究[J]. 胡鄂明,張皖桂,王清良,邵二言,梁建龍. 南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
博士論文
[1]介孔孔道限域納米零價(jià)鐵的制備及在地下水污染修復(fù)中的應(yīng)用[D]. 孫霞.南京理工大學(xué) 2014
[2]蒙脫石負(fù)載納米零價(jià)鐵對(duì)水溶液中鈾的去除研究[D]. 徐佳麗.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2014
[3]新型功能化吸附劑的制備及其吸附鈾的試驗(yàn)研究[D]. 彭國(guó)文.中南大學(xué) 2014
碩士論文
[1]六氟化鈾堿吸收液中低濃度鈾的富集過(guò)程研究[D]. 李勤玉.蘭州大學(xué) 2016
[2]納米零價(jià)鐵對(duì)水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附特性研究[D]. 唐歡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]載鐵活性炭吸附劑的制備及除砷機(jī)理研究[D]. 肖靜.湘潭大學(xué) 2013
[4]載鐵活性炭的制備及對(duì)P(V)的吸附性能研究[D]. 王正芳.南京大學(xué) 2011
[5]離子交換提鈾離子交換提鈾工藝用水閉路循環(huán)技術(shù)研究[D]. 周根茂.天津大學(xué) 2010
本文編號(hào):3644493
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