本文關(guān)鍵詞：磁性載體快速分離鈾的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鈾為廣泛存在于自然環(huán)境中的放射性元素,通過飲用水和食物鏈等進(jìn)入人體。正常人體中鈾主要來自于攝入的水、食物以及空氣。鈾攝入人體后,主要蓄積于肝臟、腎臟和骨骼,其損傷表現(xiàn)為放射性損傷和化學(xué)損傷,根據(jù)劑量的大小,可以引起急性或慢性中毒,誘發(fā)疾病,因此鈾的分離在放射衛(wèi)生領(lǐng)域內(nèi)有重要意義。目前微量鈾分離的方法主要有溶劑萃取法、離子交換法、萃取色層法等,這些方法有著各自的特點。隨著新材料和新技術(shù)的不斷開發(fā)和應(yīng)用,建立新型的、高效的、快速的分離方法將會為分離放射性核素奠定十分必要的基礎(chǔ)。 磁性載體分離技術(shù)是利用表面功能化的磁性載體,借助外加磁場作用實現(xiàn)分離的新技術(shù),此方法集磁分離的簡單操作和功能化萃取的高選擇性為一體,對放射性核素分離具有選擇性高、分離效果好、操作簡便、經(jīng)濟(jì)成本低、產(chǎn)生二次廢物少等優(yōu)點。 本文合成了磁性顆粒,通過物理包覆作用引入萃取劑磷酸三丁酯(TBP),從而展開功能化的磁性顆粒分離鈾的行為研究。主要研究包括以下內(nèi)容： (1)通過共沉淀法、微乳液聚合、物理包覆三個步驟合成得到磷酸三丁酯包覆的聚苯乙烯二乙烯苯(TBP/Pst-DVB-Fe3O4)磁性顆粒： FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O在N2保護(hù)、堿性條件下滴加油酸制備得到納米Fe304磁性顆粒。Fe304磁性顆粒與苯乙烯(St)、二乙烯基苯(DVB)等在微乳液體系下聚合得到聚苯乙烯二乙烯苯(TBP/Pst-DVB-Fe3O4)磁性聚合物顆粒。物理結(jié)合磷酸三丁酯(TBP)制備得到磷酸三丁酯包覆的聚苯乙烯二乙烯苯(TBP/Pst-DVB-Fe3O4)磁性顆粒。 (2)通過多種分析表征方法對TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒進(jìn)行分析： Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒通過TEM和SEM表征顯示該顆粒為球形,其粒徑約為1μm左右；運用FT-IR對TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒進(jìn)行了定性表征,表明通過物理作用,TBP包覆在磁性顆粒表面。VSM磁化曲線顯示磁性顆粒具有超順磁性特征,TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒的比飽和磁化強(qiáng)度Ms=4.32emu/g。熱重分析表明TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒中Fe304的含量大約為10%。 (3)優(yōu)化和研究TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒合成與分離的相關(guān)條件 優(yōu)化了在TBP包覆Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒過程中TBP、乙醇的用量及溫度控制。研究了TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒分離低水平鈾溶液的行為,包括平衡時間、介質(zhì)的酸堿性、初始鈾濃度和TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒的用量等,獲得磁性分離的優(yōu)化條件。TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒分離50μg/L的鈾溶液在20min左右達(dá)到平衡,5mol/LHNO3介質(zhì)中,30mg TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒對鈾有較高的分配系數(shù)。通過TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒對鈾的吸附模型研究,初始鈾濃度在0.2mg/L～1mg/L范圍內(nèi),Freundlich模型符合TBP/Pst-DVB-Fe3O4磁性顆粒的吸附過程,得到Freundlich模型的方程為：Q=0.01186Ct1.2391 通過以上研究,本論文不僅制備獲得了磷酸三丁酯包覆的聚苯乙烯二乙烯苯(TBP/Pst-DVB-Fe3O4)磁性顆粒,并優(yōu)化溶液體系下磁性分離鈾的相關(guān)條件,得到了較好的分離效果；同時,探討了磁性顆粒分離鈾的吸附模型。
【關(guān)鍵詞】：鈾 TBP TBP/Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒 分配系數(shù) 吸附模型
【學(xué)位授予單位】：中國疾病預(yù)防控制中心
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R817
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 引言9-24
• 1.1 鈾的來源及其放射毒理效應(yīng)9-10
• 1.2 鈾分離技術(shù)10-12
• 1.2.1 溶劑萃取法10-11
• 1.2.2 離子交換法11
• 1.2.3 萃取色層法11-12
• 1.3 磁性分離載體的制備12-18
• 1.3.1 納米磁顆粒的制備13-16
• 1.3.2 聚合物磁性顆粒的制備16-17
• 1.3.3 磁性顆粒的表面官能化17-18
• 1.4 磁助化學(xué)分離的應(yīng)用18-23
• 1.4.1 生物分離18
• 1.4.2 固定化酶18-19
• 1.4.3 靶向藥物19
• 1.4.4 放射性核素的分離19-22
• 1.4.5 磁助化學(xué)分離原理22-23
• 1.5 論文的目的、意義和研究內(nèi)容23-24
• 1.5.1 論文的目的和意義23
• 1.5.2 論文的研究內(nèi)容23-24
• 第二章 磷酸三丁酯包覆磁性聚合物的制備及表征24-40
• 2.1 引言24-25
• 2.2 實驗部分25-28
• 2.2.1 試劑與儀器25-26
• 2.2.2 制備方法26-28
• 2.3 結(jié)果與討論28-38
• 2.3.1 納米Fe_3O_4磁性顆粒制備原理分析28-29
• 2.3.2 Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒形成原理分析29-30
• 2.3.3 TBP/Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒形成原理分析30-31
• 2.3.4 磁性顆粒的形貌表征31-35
• 2.3.5 磁性顆粒的組成分析35-37
• 2.3.6 磁性顆粒的磁性能表征37-38
• 2.4 小結(jié)38-40
• 第三章 TBP/Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒分離鈾的特性研究40-53
• 3.1 引言40
• 3.2 實驗部分40-43
• 3.2.1 實驗用品與試劑40-41
• 3.2.2 分析方法41-42
• 3.2.3 分離與測量42-43
• 3.3 結(jié)果與討論43-52
• 3.3.1 TBP包覆Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒過程的優(yōu)化43-45
• 3.3.2 TBP/Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒分離鈾的影響因素研究45-48
• 3.3.3 Pst-DVB-Fe304與TBP/Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒分離鈾的比較48-49
• 3.3.4 TBP/Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒的解吸研究49-50
• 3.3.5 TBP/Pst-DVB-Fe_3O_4磁性顆粒的吸附模型50-52
• 3.4 小結(jié)52-53
• 第四章 結(jié)論與展望53-55
• 4.1 結(jié)論53-54
• 4.2 存在的問題和建議54
• 4.3 展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 發(fā)表文章59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：346274