膨潤土接枝聚合物的制備及其對水中放射性銫的吸附性能研究
發(fā)布時間:2021-02-08 16:20
核工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量含銫放射性廢水,對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴重潛在威脅。在吸附法處理含銫放射性廢水中尋找高效的吸附劑是關(guān)鍵。本研究提出了利用膨潤土為載體分別接枝β-環(huán)糊精和氧化石墨烯以改性膨潤土的新方法,制備了兩種膨潤土接枝聚合物吸附劑,探討了膨潤土接枝聚合物對銫的作用機制。主要研究結(jié)果如下:以過硫酸銨及亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑,環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑,用鈣基膨潤土接枝β-環(huán)糊精可制備復(fù)合吸附劑β-CD/BNC。通過比表面積測定儀、SEM-EDS、FTIR和TG-DSC等現(xiàn)代分析手段對β-CD/BNC形貌和性能進行了表征,探討了β-CD/BNC吸附Cs+的影響因素及機理。試驗結(jié)果表明,β-CD/BNC吸附Cs+在30min達到吸附平衡;β-CD/BNC對Cs+的吸附容量和吸附效率隨p H值的增大而升高;β-CD/BNC對Cs+的吸附效率與β-CD/BNC用量正相關(guān),吸附量隨β-CD/BNC用量增加而下降。β-CD/BNC吸附Cs+過程符合準二級動力學(xué)模型和Freundlich等溫吸附模型。當p H值為7,溫度303K時,β-CD/BNC對Cs+的理論最大吸附量為48.83 mg·g-1,比鈣...
【文章來源】:南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:141 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 含銫放射性廢水的來源、危害及其處理方法
1.1.1 含銫放射性廢水的來源與危害
1.1.2 含銫放射性廢水的處理方法
1.1.3 吸附法處理含銫放射性廢水的研究現(xiàn)狀
1.2 膨潤土及其復(fù)合物處理放射性廢水
1.2.1 膨潤土的性質(zhì)、組成與結(jié)構(gòu)
1.2.2 膨潤土及其復(fù)合物處理放射性廢水的研究現(xiàn)狀
1.3 環(huán)糊精及其衍生物處理放射性廢水
1.3.1 環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)特性
1.3.2 環(huán)糊精及其衍生物處理放射性廢水的研究現(xiàn)狀
1.4 石墨烯基復(fù)合材料處理放射性廢水
1.4.1 石墨烯和氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.4.2 石墨烯基復(fù)合材料處理放射性廢水的研究現(xiàn)狀
1.5 研究意義、內(nèi)容及技術(shù)路線
1.5.1 研究意義
1.5.2 研究內(nèi)容
1.5.3 技術(shù)路線
第二章 膨潤土接枝β-環(huán)糊精(β-CD/BNC)和膨潤土接枝氧化石墨烯(GO/BNC)的制備
2.1 試驗器材
2.2 試驗方法
2.2.1 氧化石墨烯的制備
2.2.2 β-CD/BNC的制備及其主要影響因素試驗
2.2.3 GO/BNC的制備及其主要影響因素試驗
2.2.4 吸附試驗
2.2.5 β-CD/BNC和GO/BNC的表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 β-CD/BNC制備的主要影響因素
2.3.2 β-CD/BNC的表征
2.3.3 β-CD/BNC的合成原理
2.3.4 GO/BNC制備的主要影響因素
2.3.5 GO/BNC的表征
2.3.6 GO/BNC的合成原理
2.4 本章小結(jié)
+的吸附性能試驗">第三章 鈣基膨潤土對Cs+的吸附性能試驗
3.1 試驗器材
3.2 試驗方法
+的影響因素試驗及其XRD分析"> 3.2.1 鈣基膨潤土吸附Cs+的影響因素試驗及其XRD分析
+的吸附動力學(xué)試驗"> 3.2.2 鈣基膨潤土對Cs+的吸附動力學(xué)試驗
+的等溫吸附試驗"> 3.2.3 鈣基膨潤土對Cs+的等溫吸附試驗
3.2.4 XRD分析
3.2.5 SEM-EDS表征
3.2.6 FTIR表征
3.3 結(jié)果與討論
+初始濃度對鈣基膨潤土吸附Cs+的影響"> 3.3.1 Cs+初始濃度對鈣基膨潤土吸附Cs+的影響
+的影響"> 3.3.2 吸附劑用量對鈣基膨潤土吸附Cs+的影響
+的影響"> 3.3.3 pH值對鈣基膨潤土吸附Cs+的影響
+的吸附動力學(xué)"> 3.3.4 鈣基膨潤土對Cs+的吸附動力學(xué)
+的吸附等溫線"> 3.3.5 鈣基膨潤土對Cs+的吸附等溫線
+的吸附機理分析"> 3.3.6 鈣基膨潤土對Cs+的吸附機理分析
3.4 本章小結(jié)
+的吸附性能試驗">第四章 β-CD/BNC對Cs+的吸附性能試驗
4.1 試驗器材
4.2 試驗方法
+的影響試驗"> 4.2.1 時間對β-CD/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的影響試驗"> 4.2.2 β-CD/BNC用量對其吸附Cs+的影響試驗
+的影響試驗"> 4.2.3 pH值對β-CD/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的等溫吸附試驗"> 4.2.4 β-CD/BNC對Cs+的等溫吸附試驗
+的解吸試驗"> 4.2.5 β-CD/BNC對Cs+的解吸試驗
+的微觀機理分析"> 4.2.6 β-CD/BNC吸附Cs+的微觀機理分析
4.3 結(jié)果與討論
+的影響"> 4.3.1 時間對β-CD/BNC吸附Cs+的影響
+的影響"> 4.3.2 pH值對β-CD/BNC吸附Cs+的影響
+的影響"> 4.3.3 β-CD/BNC用量對其吸附Cs+的影響
+的吸附動力學(xué)"> 4.3.4 β-CD/BNC對Cs+的吸附動力學(xué)
+的吸附等溫線"> 4.3.5 β-CD/BNC對Cs+的吸附等溫線
+的循環(huán)利用性能"> 4.3.6 β-CD/BNC吸附Cs+的循環(huán)利用性能
+的微觀機理分析"> 4.3.7 β-CD/BNC吸附Cs+的微觀機理分析
4.4 本章小結(jié)
+的影響試驗">第五章 共存離子對β-CD/BNC吸附Cs+的影響試驗
5.1 試驗器材
5.2 試驗方法
5.2.1 吸附試驗
5.3 結(jié)果與討論
+、Na+、Ca2+、Mg2+)對吸附效果的影響"> 5.3.1 共存陽離子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)對吸附效果的影響
-、F-、CO3
2-、SO4
2-)對吸附效果的影響"> 5.3.2 共存陰離子(Cl-、F-、CO3
2-、SO4
2-)對吸附效果的影響
+和Mg2+共存時的競爭吸附"> 5.3.3 Na+和Mg2+共存時的競爭吸附
+和Mg2+共存時的吸附動力學(xué)"> 5.3.4 Na+和Mg2+共存時的吸附動力學(xué)
+和Mg2+共存時的吸附等溫線"> 5.3.5 Na+和Mg2+共存時的吸附等溫線
+和Mg2+共存時的吸附熱力學(xué)"> 5.3.6 Na+和Mg2+共存時的吸附熱力學(xué)
+和Mg2+共存時的競爭機理分析"> 5.3.7 Na+和Mg2+共存時的競爭機理分析
5.4 本章小結(jié)
+的吸附性能試驗">第六章 GO/BNC對Cs+的吸附性能試驗
6.1 試驗器材
6.2 試驗方法
+的影響試驗"> 6.2.1 時間對GO/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的影響試驗"> 6.2.2 GO/BNC用量對GO/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的影響試驗"> 6.2.3 pH值對GO/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的等溫吸附試驗"> 6.2.4 GO/BNC吸附Cs+的等溫吸附試驗
+的解吸試驗"> 6.2.5 GO/BNC吸附Cs+的解吸試驗
+的微觀機理分析"> 6.2.6 GO/BNC吸附Cs+的微觀機理分析
6.3 結(jié)果與討論
+的影響"> 6.3.1 時間對GO/BNC吸附Cs+的影響
+的影響"> 6.3.2 pH值對GO/BNC吸附Cs+的影響
+吸附的影響"> 6.3.3 GO/BNC用量對Cs+吸附的影響
+的吸附動力學(xué)"> 6.3.4 GO/BNC對Cs+的吸附動力學(xué)
+的吸附等溫線"> 6.3.5 GO/BNC對Cs+的吸附等溫線
+的吸附熱力學(xué)"> 6.3.6 GO/BNC對Cs+的吸附熱力學(xué)
+的循環(huán)利用性能"> 6.3.7 GO/BNC吸附Cs+的循環(huán)利用性能
2+、Na+、CO3
2-和Cl-對Cs+吸附的影響"> 6.3.8 共存離子Mg2+、Na+、CO3
2-和Cl-對Cs+吸附的影響
+的微觀機理分析"> 6.3.9 GO/BNC吸附Cs+的微觀機理分析
6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與建議
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 建議
參考文獻
作者攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]膨潤土-砂混合材料對放射性核素Cs+吸附能力的研究[J]. 汪龍,魯朝,匡望. 廣東化工. 2017(11)
[2]新型MA/AA/HEMA三元共聚物阻垢劑的合成及反應(yīng)條件的確定[J]. 余嶸,逯佩寧,嚴程,馬志祥,赫雷剛,趙丹,劉淵博. 功能材料. 2017(02)
[3]氧化石墨烯復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及進展[J]. 呂生華,朱琳琳,李瑩,賀亞亞,楊文強. 材料工程. 2016(12)
[4]多金屬普魯士藍類化合物亞鐵氰化銅鎳鈷對銫離子的吸附[J]. 李婷婷,何帆,蔣丹楓,王國輝,戴耀東. 材料導(dǎo)報. 2016(22)
[5]鈷離子表面印跡聚合物的制備及其吸附性能研究[J]. 李生芳,楊林,孫春艷. 化工新型材料. 2016(11)
[6]Application of graphene oxides and graphene oxide-based nanomaterials in radionuclide removal from aqueous solutions[J]. Xiangxue Wang,Shujun Yu,Jie Jin,Hongqing Wang,Njud S.Alharbi,Ahmed Alsaedi,Tasawar Hayat,Xiangke Wang. Science Bulletin. 2016(20)
[7]石墨烯及其復(fù)合材料在重金屬離子吸附方面的應(yīng)用[J]. 曹明莉,張會霞,張聰,盛智博. 功能材料. 2016(08)
[8]抗銫細菌對137Cs的吸附特性及分子鑒定[J]. 龍建友,羅定貴,黃雪夏,陳永亨. 環(huán)境污染與防治. 2016(08)
[9]聯(lián)苯甲酰橋聯(lián)β-環(huán)糊精吸附U(Ⅵ)的動力學(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. 物理化學(xué)學(xué)報. 2016(08)
[10]Ozonated graphene oxides as high efficient sorbents for Sr(Ⅱ) and U(Ⅵ) removal from aqueous solutions[J]. Xia Liu,Xiangxue Wang,Jiaxing Li,Xiangke Wang. Science China(Chemistry). 2016(07)
博士論文
[1]復(fù)合改性膨潤土對水中有機物和重金屬的協(xié)同吸附研究[D]. 孫洪良.浙江大學(xué) 2010
碩士論文
[1]乙胺改性粘土礦物對銫吸附性能的研究[D]. 龍航.華南理工大學(xué) 2014
[2]石墨烯與復(fù)合物的制備以及鈾吸附性能研究[D]. 孫兆勇.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[3]鈦硅酸鈉無機離子交換材料的制備及對銫的吸附效果研究[D]. 杜曉燕.四川大學(xué) 2005
本文編號:3024201
【文章來源】:南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:141 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 含銫放射性廢水的來源、危害及其處理方法
1.1.1 含銫放射性廢水的來源與危害
1.1.2 含銫放射性廢水的處理方法
1.1.3 吸附法處理含銫放射性廢水的研究現(xiàn)狀
1.2 膨潤土及其復(fù)合物處理放射性廢水
1.2.1 膨潤土的性質(zhì)、組成與結(jié)構(gòu)
1.2.2 膨潤土及其復(fù)合物處理放射性廢水的研究現(xiàn)狀
1.3 環(huán)糊精及其衍生物處理放射性廢水
1.3.1 環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)特性
1.3.2 環(huán)糊精及其衍生物處理放射性廢水的研究現(xiàn)狀
1.4 石墨烯基復(fù)合材料處理放射性廢水
1.4.1 石墨烯和氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.4.2 石墨烯基復(fù)合材料處理放射性廢水的研究現(xiàn)狀
1.5 研究意義、內(nèi)容及技術(shù)路線
1.5.1 研究意義
1.5.2 研究內(nèi)容
1.5.3 技術(shù)路線
第二章 膨潤土接枝β-環(huán)糊精(β-CD/BNC)和膨潤土接枝氧化石墨烯(GO/BNC)的制備
2.1 試驗器材
2.2 試驗方法
2.2.1 氧化石墨烯的制備
2.2.2 β-CD/BNC的制備及其主要影響因素試驗
2.2.3 GO/BNC的制備及其主要影響因素試驗
2.2.4 吸附試驗
2.2.5 β-CD/BNC和GO/BNC的表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 β-CD/BNC制備的主要影響因素
2.3.2 β-CD/BNC的表征
2.3.3 β-CD/BNC的合成原理
2.3.4 GO/BNC制備的主要影響因素
2.3.5 GO/BNC的表征
2.3.6 GO/BNC的合成原理
2.4 本章小結(jié)
+的吸附性能試驗">第三章 鈣基膨潤土對Cs+的吸附性能試驗
3.1 試驗器材
3.2 試驗方法
+的影響因素試驗及其XRD分析"> 3.2.1 鈣基膨潤土吸附Cs+的影響因素試驗及其XRD分析
+的吸附動力學(xué)試驗"> 3.2.2 鈣基膨潤土對Cs+的吸附動力學(xué)試驗
+的等溫吸附試驗"> 3.2.3 鈣基膨潤土對Cs+的等溫吸附試驗
3.2.4 XRD分析
3.2.5 SEM-EDS表征
3.2.6 FTIR表征
3.3 結(jié)果與討論
+初始濃度對鈣基膨潤土吸附Cs+的影響"> 3.3.1 Cs+初始濃度對鈣基膨潤土吸附Cs+的影響
+的影響"> 3.3.2 吸附劑用量對鈣基膨潤土吸附Cs+的影響
+的影響"> 3.3.3 pH值對鈣基膨潤土吸附Cs+的影響
+的吸附動力學(xué)"> 3.3.4 鈣基膨潤土對Cs+的吸附動力學(xué)
+的吸附等溫線"> 3.3.5 鈣基膨潤土對Cs+的吸附等溫線
+的吸附機理分析"> 3.3.6 鈣基膨潤土對Cs+的吸附機理分析
3.4 本章小結(jié)
+的吸附性能試驗">第四章 β-CD/BNC對Cs+的吸附性能試驗
4.1 試驗器材
4.2 試驗方法
+的影響試驗"> 4.2.1 時間對β-CD/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的影響試驗"> 4.2.2 β-CD/BNC用量對其吸附Cs+的影響試驗
+的影響試驗"> 4.2.3 pH值對β-CD/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的等溫吸附試驗"> 4.2.4 β-CD/BNC對Cs+的等溫吸附試驗
+的解吸試驗"> 4.2.5 β-CD/BNC對Cs+的解吸試驗
+的微觀機理分析"> 4.2.6 β-CD/BNC吸附Cs+的微觀機理分析
4.3 結(jié)果與討論
+的影響"> 4.3.1 時間對β-CD/BNC吸附Cs+的影響
+的影響"> 4.3.2 pH值對β-CD/BNC吸附Cs+的影響
+的影響"> 4.3.3 β-CD/BNC用量對其吸附Cs+的影響
+的吸附動力學(xué)"> 4.3.4 β-CD/BNC對Cs+的吸附動力學(xué)
+的吸附等溫線"> 4.3.5 β-CD/BNC對Cs+的吸附等溫線
+的循環(huán)利用性能"> 4.3.6 β-CD/BNC吸附Cs+的循環(huán)利用性能
+的微觀機理分析"> 4.3.7 β-CD/BNC吸附Cs+的微觀機理分析
4.4 本章小結(jié)
+的影響試驗">第五章 共存離子對β-CD/BNC吸附Cs+的影響試驗
5.1 試驗器材
5.2 試驗方法
5.2.1 吸附試驗
5.3 結(jié)果與討論
+、Na+、Ca2+、Mg2+)對吸附效果的影響"> 5.3.1 共存陽離子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)對吸附效果的影響
-、F-、CO3
2-、SO4
2-)對吸附效果的影響"> 5.3.2 共存陰離子(Cl-、F-、CO3
2-、SO4
2-)對吸附效果的影響
+和Mg2+共存時的競爭吸附"> 5.3.3 Na+和Mg2+共存時的競爭吸附
+和Mg2+共存時的吸附動力學(xué)"> 5.3.4 Na+和Mg2+共存時的吸附動力學(xué)
+和Mg2+共存時的吸附等溫線"> 5.3.5 Na+和Mg2+共存時的吸附等溫線
+和Mg2+共存時的吸附熱力學(xué)"> 5.3.6 Na+和Mg2+共存時的吸附熱力學(xué)
+和Mg2+共存時的競爭機理分析"> 5.3.7 Na+和Mg2+共存時的競爭機理分析
5.4 本章小結(jié)
+的吸附性能試驗">第六章 GO/BNC對Cs+的吸附性能試驗
6.1 試驗器材
6.2 試驗方法
+的影響試驗"> 6.2.1 時間對GO/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的影響試驗"> 6.2.2 GO/BNC用量對GO/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的影響試驗"> 6.2.3 pH值對GO/BNC吸附Cs+的影響試驗
+的等溫吸附試驗"> 6.2.4 GO/BNC吸附Cs+的等溫吸附試驗
+的解吸試驗"> 6.2.5 GO/BNC吸附Cs+的解吸試驗
+的微觀機理分析"> 6.2.6 GO/BNC吸附Cs+的微觀機理分析
6.3 結(jié)果與討論
+的影響"> 6.3.1 時間對GO/BNC吸附Cs+的影響
+的影響"> 6.3.2 pH值對GO/BNC吸附Cs+的影響
+吸附的影響"> 6.3.3 GO/BNC用量對Cs+吸附的影響
+的吸附動力學(xué)"> 6.3.4 GO/BNC對Cs+的吸附動力學(xué)
+的吸附等溫線"> 6.3.5 GO/BNC對Cs+的吸附等溫線
+的吸附熱力學(xué)"> 6.3.6 GO/BNC對Cs+的吸附熱力學(xué)
+的循環(huán)利用性能"> 6.3.7 GO/BNC吸附Cs+的循環(huán)利用性能
2+、Na+、CO3
2-和Cl-對Cs+吸附的影響"> 6.3.8 共存離子Mg2+、Na+、CO3
2-和Cl-對Cs+吸附的影響
+的微觀機理分析"> 6.3.9 GO/BNC吸附Cs+的微觀機理分析
6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與建議
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 建議
參考文獻
作者攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]膨潤土-砂混合材料對放射性核素Cs+吸附能力的研究[J]. 汪龍,魯朝,匡望. 廣東化工. 2017(11)
[2]新型MA/AA/HEMA三元共聚物阻垢劑的合成及反應(yīng)條件的確定[J]. 余嶸,逯佩寧,嚴程,馬志祥,赫雷剛,趙丹,劉淵博. 功能材料. 2017(02)
[3]氧化石墨烯復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及進展[J]. 呂生華,朱琳琳,李瑩,賀亞亞,楊文強. 材料工程. 2016(12)
[4]多金屬普魯士藍類化合物亞鐵氰化銅鎳鈷對銫離子的吸附[J]. 李婷婷,何帆,蔣丹楓,王國輝,戴耀東. 材料導(dǎo)報. 2016(22)
[5]鈷離子表面印跡聚合物的制備及其吸附性能研究[J]. 李生芳,楊林,孫春艷. 化工新型材料. 2016(11)
[6]Application of graphene oxides and graphene oxide-based nanomaterials in radionuclide removal from aqueous solutions[J]. Xiangxue Wang,Shujun Yu,Jie Jin,Hongqing Wang,Njud S.Alharbi,Ahmed Alsaedi,Tasawar Hayat,Xiangke Wang. Science Bulletin. 2016(20)
[7]石墨烯及其復(fù)合材料在重金屬離子吸附方面的應(yīng)用[J]. 曹明莉,張會霞,張聰,盛智博. 功能材料. 2016(08)
[8]抗銫細菌對137Cs的吸附特性及分子鑒定[J]. 龍建友,羅定貴,黃雪夏,陳永亨. 環(huán)境污染與防治. 2016(08)
[9]聯(lián)苯甲酰橋聯(lián)β-環(huán)糊精吸附U(Ⅵ)的動力學(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. 物理化學(xué)學(xué)報. 2016(08)
[10]Ozonated graphene oxides as high efficient sorbents for Sr(Ⅱ) and U(Ⅵ) removal from aqueous solutions[J]. Xia Liu,Xiangxue Wang,Jiaxing Li,Xiangke Wang. Science China(Chemistry). 2016(07)
博士論文
[1]復(fù)合改性膨潤土對水中有機物和重金屬的協(xié)同吸附研究[D]. 孫洪良.浙江大學(xué) 2010
碩士論文
[1]乙胺改性粘土礦物對銫吸附性能的研究[D]. 龍航.華南理工大學(xué) 2014
[2]石墨烯與復(fù)合物的制備以及鈾吸附性能研究[D]. 孫兆勇.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[3]鈦硅酸鈉無機離子交換材料的制備及對銫的吸附效果研究[D]. 杜曉燕.四川大學(xué) 2005
本文編號:3024201
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