新型吸附材料的制備及其對溶液中鈾的凈化研究.pdf

1、鈾具有放射性和化學(xué)毒性，其導(dǎo)致的水體污染給人類和其它生物體的健康與安全帶來嚴(yán)重威脅，吸附技術(shù)在含鈾廢水凈化領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。介孔二氧化硅因具有高比表面積、大孔徑、高度有序的介孔結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和良好的機械強度等優(yōu)點，在含鈾廢水凈化應(yīng)用中受到青睞。為進一步提高介孔二氧化硅對鈾的吸附效率和性能，從改進吸附工藝，對介孔二氧化硅表面功能化改性和優(yōu)化二氧化硅介孔結(jié)構(gòu)等三方面對溶液中鈾的凈化技術(shù)進行了研究。
　　測試了介孔二氧化硅SBA

2、-15凈化溶液中鈾的性能，試驗得到的飽和吸附容量為179 mg/g，吸附達到平衡的反應(yīng)時間為30 min，pH值為6.0時吸附效果最佳。SBA-15吸附溶液中鈾的反應(yīng)為放熱過程，平衡吸附量受K+或Na+離子濃度及固液比的影響較弱。結(jié)合累積逆流吸附與完全混合吸附的優(yōu)點，開發(fā)了SBA-15為吸附劑的二級逆流吸附-微濾工藝，并建立了該工藝出水中鈾濃度的理論計算方法，試驗值與計算值基本吻合。當(dāng)稀釋因子F=0.2時，二級逆流吸附試驗對鈾的去除效率

3、可達90.23％，相同條件下常規(guī)單級吸附試驗的去除效率為76.90%。二級逆流吸附工藝顯著提高了溶液中鈾的凈化效率。
　　利用水熱法合成了SBA-15，并將多巴胺嫁接到其表面，制備出新型介孔材料多巴胺改性介孔二氧化硅DMS，改性方法操作簡單、條件溫和并且成本低。DMS的表征結(jié)果表明，多巴胺成功嫁接到SBA-15表面，其孔道為高度有序二維六方介孔結(jié)構(gòu)，BJH累積吸附孔容、比表面積和孔徑分別為0.74 cm3/g,484m2/g和7.

4、07nm。對溶液中鈾的凈化試驗表明，DMS的吸附容量和吸附速率比改性前明顯提高，pH值6.0時飽和吸附容量為196mg/g，吸附達到平衡的反應(yīng)時間為20min。DMS吸附溶液中鈾的反應(yīng)為放熱過程，平衡吸附量受溶液初始pH值的影響較大，但受K+和Na+離子濃度及固液比的影響較弱。
　　利用水熱法合成了洋蔥狀介孔二氧化硅MOS，MOS具有明晰的層狀結(jié)構(gòu)，BJH累積吸附孔容、比表面積和孔徑分別為1.27 cm3/g、481.5 m2/g