核能與核技術(shù)的開發(fā)利用過程中產(chǎn)生的大量放射性廢水嚴(yán)重威脅人類健康和生存環(huán)境,已成為制約核能可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一,亟待對其安全有效處理。目前,吸附法被認(rèn)為是一種有效且頗具應(yīng)用前景的放射性廢水處理方法,其關(guān)鍵在于吸附劑材料。因此,設(shè)計開發(fā)高效吸附劑材料及研究其核素吸附行為是該領(lǐng)域的熱點和難點。介孔材料因具有比表面積和孔徑大,易功能化和摻雜,以及良好的抗輻照穩(wěn)定性等優(yōu)異特性,在吸附領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。對介孔材料的形貌、孔道長度及成分等進行控制合成,不但可拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域,且可改善其應(yīng)用性能。本論文針對傳統(tǒng)吸附劑效率低、吸附不可逆、選擇性差及成本高等問題,采用簡單方法控制合成了具有良好吸附性能的硅基介孔材料,開展了放射性廢水中主要核素（鈾、鍶及銫）的吸附研究。研究結(jié)果可為放射性廢水的處理提供一定的理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。本論文基于以下三個思路選題:（1）設(shè)計開發(fā)特定放射性核素的新型高效硅基介孔吸附劑材料;（2）探索新型硅基介孔材料的控制合成新方法;（3）探究硅基介孔材料的核素吸附行為。主要開展了以下研究工作:1.采用簡單方法可控合成出不同形貌（纖維狀、棒狀及板狀）的介孔SBA-15材料,開展了... 

【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

表面活性劑堆積參數(shù)（g）模型示意圖[42]

西南科技大學(xué)博士學(xué)位論文20圖2-1U(VI)標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure2-1Standardworkingcurveofuraniumions2.2.4材料測試與分析小角X射線衍射（SAXRD）分析：采用X"PertPRO射線衍射儀（PANalyticalB.V.）對所制備介孔材料的結(jié)構(gòu)進行表征，CuKα（λ=0.15406nm），測試電壓、電流分別為40kV、30mA，掃描速率為0.5-1o/min，掃描范圍2θ為0.5-10o。掃描電子顯微鏡（SEM）分析：采用HITACHIS-4800（蔡司S-4800）掃描電子顯微鏡對所制備的介孔SBA-15材料的微觀形貌、顆粒分布及尺寸等進行分析測試。由于介孔SBA-15材料不具備導(dǎo)電性，測試前需對材料進行噴金處理。透射電子顯微鏡（TEM）分析：采用超高分辨場發(fā)射透射電子顯微鏡（Libra200）對介孔SBA-15材料內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)進行了觀察分析。N2吸脫附測試：采用GeminiVII2390氮氣吸脫附儀，在77K下測試介孔SBA-15材料的比表面積、孔徑及孔容等。比表面積采用Barrett-Emmett-Teller（BET）方法計算，孔容在相對壓力為0.99條件下測算，孔徑分布得于分析Barrett-Joyner-Halenda（BJH）等溫線。2.3結(jié)果與討論2.3.1介孔SBA-15材料的表征（1）SEM分析采用掃描電子顯微鏡（SEM）對所制得材料的形貌進行了分析，圖2-2為所得樣品的SEM照片。從圖2-2（a）中可以看到，獲得的材料具有典型的纖維狀形貌，其顆粒長度為幾微米到幾百微米。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，如圖2-2（a）中所示，每個纖維顆粒是多個棒狀顆粒束縛而成。圖2-2（b）中顆粒為棒狀形貌，顆粒具有良好的分散性，其長度大約1μm、直徑約為200nm。從圖2-2（c）中可以看出，該材料為六方板狀形貌，板狀顆粒的寬度為1.2μm、厚度為300nm。本研究采用簡單方法（未引入添加劑）所

2不同形貌介孔SBA-15材料的合成及其吸附鈾研究21合成的板狀形貌介孔SBA-15與文獻[145]報道采用添加劑所合成的材料形貌基本一致。圖2-2不同形貌材料的SEM照片：（a）纖維狀、（b）棒狀、（c）板狀Figure2-2SEMimagesofsamples.(a)SBA-15fibers,(b)SBA-15rodsand(c)SBA-15platelets（2）TEM分析為了弄清所制備介孔SBA-15材料的內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)，采用透射電子顯微鏡（TEM）對其進行了分析。圖2-3為所制備介孔SBA-15材料的TEM照片。如圖2-3所示，所有樣品均具有高度有序的孔道結(jié)構(gòu)，且孔道均為連通敞開的。圖2-3（a）和2-3（b）為垂直于纖維狀和棒狀顆粒長度方向的TEM照片，圖2-3（c）為垂直于板狀顆粒平面方向TEM照片，從這些結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，介孔SBA-15材料的孔道方向是沿纖維狀和棒狀顆粒長度方向，板狀顆�？椎来怪庇诎迤矫娣较蚺帕�。因此，可以總結(jié)為：不同形貌的介孔SBA-15材料具有不同的孔道長度，就本工作所制備纖維狀、棒狀和板狀介孔SBA-15材料而言，他們的孔道長度大小比較順序為：纖維狀>棒狀>板狀。

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3492438