粘土岩对铀(Ⅵ)的吸附特征研究

以内蒙古阿拉善粘土岩为研究对象,通过静态吸附实验,探讨接触时间、U(Ⅵ)初始浓度、固液比、pH值、离子类型以及离子浓度等因素对U(Ⅵ)吸附特征的影响.研究结果表明:粘土岩对U(Ⅵ)的吸附速率较快,24h即可达到吸附平衡,最佳吸附固液比为1∶200,最佳吸附初始浓度为160μg·mL-1;随着pH值的增大,粘土岩对U(Ⅵ)的吸附能力不断增强,pH为8时,吸附能力达到最大;溶液中Ca~(2+)、CO_3~(2-)和HCO_3~-对U(Ⅵ)吸附有很强的抑制作用,不利于U(Ⅵ)的吸附,K~+、Na~+、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)对U(Ⅵ)的吸附影响较弱,U(Ⅵ)在粘土岩表面吸附主要以内层络合作用为主.因此,开展粘土岩对U(Ⅵ)的吸附研究,对我国高放废物的处置工作开展起到了极其关键的作用.     

微生物腐败物对U(VI)的吸附动力学与热力学研究

为了解微生物腐败物对U(VI)的作用,通过扩大培养微生物,令其自然死亡腐败,制备了微生物腐败物。通过静态实验,对不同pH、反应时间、温度和铀初始质量浓度对微生物腐败物吸附铀的影响进行了研究,并进行了动力学和热力学分析。结果表明,pH、反应温度和铀初始质量浓度均是影响吸附的重要因素,吸附量随着铀初始质量浓度的增加而增加,反应在pH=4,温度为30 ℃时吸附效果最佳,吸附量为11.922 mg/g,吸附平衡时间为90 min。微生物腐败物对U(VI)的吸附动力学符合准一级动力学模型,表明吸附过程以物理吸附为主。吸附热力学研究发现其对U(VI)吸附过程符合Freundlich等温线模型,表明吸附作用过程主要为从外层扩散到内层的多层吸附。     

干旱区绿洲土壤对磺胺甲恶唑的吸附特性及影响因素

采用批量吸附法研究了磺胺甲恶唑在干旱区绿洲土壤上的吸附动力学、热力学及pH、腐殖酸浓度、Na~+强度、Cu~(2+)质量浓度等因素对吸附的影响.结果表明:磺胺甲恶唑在绿洲土壤上的吸附动力学符合准二级动力学模型;初始质量浓度为10、20 mg/L时,磺胺甲恶唑在干旱区绿洲土壤中的最大吸附量分别为9.810×10~(-5)、1.992×10~(-4). Freundlich方程能较好地拟合吸附等温数据,吸附反应为放热反应,吸附过程主要为物理反应.pH、Na~+强度及共存Cu~(2+)影响吸附过程.当溶液初始pH大于磺胺甲恶唑电离平衡常数的负对数为5.7时,土壤对磺胺甲恶唑的吸附量由2.336×10~(-4)下降至1.905×10~(-4);腐殖酸浓度的增加不利于土壤对磺胺甲恶唑的吸附;磺胺甲恶唑在土壤中的吸附量随着溶液中Na~+质量浓度的增加而降低,随Cu~(2+)质量浓度的增高而增大.     

针铁矿对U(Ⅵ)的吸附性能研究

利用人工合成的针铁矿(α-FeOOH)作为吸附剂,对针铁矿吸附铀废水中U(VI)的影响因素、吸附动力学和吸附等温线进行了研究。探讨在不同pH值、吸附剂投加量和初始铀的质量浓度条件下针铁矿对U(VI)的吸附特性。研究结果表明:当温度为25 ℃、U(VI)浓度为10 mg/L、pH值为6、投加量为0.6 g/L时,针铁矿对U(VI)的吸附率最高可达98.44%;针铁矿对U(VI)的吸附符合准二级动力学方程,说明针铁矿对U(VI)的吸附主要是化学吸附;Freundlich等温吸附模型能更好地拟合针铁矿对U(VI)的吸附过程,说明针铁矿对U(VI)的吸附属于多层吸附。     

纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的行为与机理

采用水热法制备了纳米赤铁矿吸附剂,对不同pH值、吸附剂用量、吸附时间和初始U(VI)浓度下纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的行为进行了研究,并采用XRD、SEM和EDS对纳米赤铁矿吸附剂吸附U(VI)前后的表面形貌进行了表征和分析,揭示了纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的动力学特征和吸附机理。结果表明,当温度为25 ℃、pH为7、吸附剂用量为0.4 g/L、U(VI)的初始质量浓度为5 mg/L时,在120 min时吸附即达到了平衡;此时,吸附率最高,达到了92.62%;纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的过程是一个快速平衡的过程,其动力学过程符合准二级动力学模型,说明纳米赤铁矿吸附低浓度U(VI)的方式主要为化学吸附,其吸附等温线符合Freundlich吸附模型,表明纳米赤铁矿吸附低浓度U(VI)为多层吸附。     

植酸改性黑曲霉菌对水中U(VI)的吸附试验研究

摘 要：以黑曲霉和植酸为原料,制备了富含磷酸基团的黑曲霉改性材料。试验探讨了U(VI)的初始浓度,pH值、植酸与黑曲霉用量比、投加量等因素对植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的影响,试验结果表明：在pH=5,投加量为0.3 g/L,U(VI)初始浓度为5 mg/L,30℃的条件下,植酸改性黑曲霉菌对U(VI)的吸附量达到16.19 mg/g,吸附时间90 min后趋于平衡。研究植酸改性黑曲霉对U(VI)的吸附行为规律,结果表明吸附等温线符合Langmuir等温模型,以单层吸附为主;动力学模型符合准二级动力学,吸附过程主要是化学吸附。扫描电镜（SEM-EDS）和红外光谱（FTIR）等手段分析植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的机理,结果表明植酸成功引入黑曲霉表面,主要反应官能团为—OH、—PO_4^(3-)、—CONH。     

柚皮基活性炭的微波制备及其对U(VI)的吸附

为探究U(VI)溶液初始浓度、溶液pH、活性炭投加量、吸附时间对U(VI)去除效果的影响,以农业废弃物柚子皮为原料、氯化锌为活化剂、微波为热源,制备了柚皮基活性炭,将制得的最优活性炭进行U(VI)吸附实验,并分析了其吸附动力学方程,探讨了其吸附U(VI)的机理。实验结果表明:在活化浓度为30%、活化剂浸渍时间为24 h、微波功率为700 W、辐照时间为90 s的条件下,柚皮基活性炭对碘的吸附值最高,达到769.9 mg/g;在U(VI)溶液初始质量浓度为5 mg/L、溶液pH为7、活性炭投加量为0.6 g/L、吸附时间为24 h时可以达到吸附平衡,U(VI)的饱和吸附容量为8.25 mg/g,吸附率为99.01%;其吸附U(VI)的行为符合准二级动力学模型,吸附U(VI)前后自身结构发生较大变化,柚皮基活性炭对U(VI)的吸附是一种以化学吸附为主、活性炭表面的羰基、CC、羟基和羧酸等官能团与U(VI)水解后的离子作用并存的吸附方式。     

灭活面包酵母菌对水溶液中镉离子的吸附特性

以灭活面包酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)作为生物吸附剂,研究了初始液相pH值、吸附剂质量浓度ρa、Cd~(2+)初始质量浓度ρ0等因素对面包酵母菌吸附Cd~(2+)过程的影响,并进行吸附动力学、等温吸附和SEM/EDS分析.结果表明,较佳吸附条件:pH=4.5~7.0,ρa=4.0~6.0g/L,ρ0=112.4~224.8mg/L.吸附动力学分析表明面包酵母菌对Cd~(2+)的吸附是一个快速反应的过程,吸附过程可用准二级动力学模型来描述.等温吸附结果较好地符合Langmuir和Freundlich吸附模型.SEM/EDS分析发现,大量的Cd~(2+)被吸附在细胞表面,这说明灭活面包酵母菌对Cd~(2+)的吸附效果较好.     

烟束曲霉HLS-6的筛选及其对Cr(VI)的吸附特性

采用富集培养方法从某下水道污泥中筛选到一株对重金属Cr(VI)吸附效率高的菌株———烟束曲霉HLS-6,考察了pH值、温度和Cr(VI)初始质量浓度对HLS-6吸附Cr(VI)的影响.结果表明,在pH为1~2、温度为25~30℃时,吸附率高达96.7%;Cr(VI)初始质量浓度增加,吸附容量增大,但吸附率减小:当Cr(VI)初始质量浓度分别为9.42和91.7mg/L时,HLS-6在48 h内对Cr(VI)的吸附率分别为100%和50.8%,吸附容量分别为4.9和23.3mg/g;吸附菌在菌龄为3~5 d时对Cr(VI)的吸附率最大.     

火山渣吸附低温水体中SO_4~(2-)的效果

以火山渣为吸附材料,研究其对低温水体中SO_4~(2-)的吸附效果及影响因素.实验结果表明:火山渣对SO_4~(2-)具有较好的吸附效果;当SO_4~(2-)初始质量浓度为100~1 000mg/L时,吸附量随初始质量浓度的增加而增大;当ρ(SO_4~(2-))=1 000mg/L时,火山渣最大吸附量为6.24mg/g,平衡时间最短,为4h;吸附过程的最佳pH=7;Ca~(2+),Mg~(2+)对火山渣吸附SO_4~(2-)有一定促进作用,而Cl~-与NO_3~-具有抑制作用.     

改性黑木耳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附影响因子研究

以盐酸为改性剂,对木耳进行改性制备吸附剂,用改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ),考察了改性盐酸浓度、改性时间、改性温度、溶液pH值、吸附时间、温度等因素对改性木耳吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明,采用5%的盐酸在35℃的条件下改性20 h的木耳对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好;当温度为30℃、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0时,在改性木耳用量为2.5 g/L、吸附时间为300 min的条件下,Cr(Ⅵ)吸附量可达266 mg/kg;Lagergren一级动力学模型能很好的描述改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程。     

二氧化硅胶体聚合体吸附铀的研究

采用自制的二氧化硅胶体聚合体,进行了pH值、接触时间和铀初始浓度对二氧化硅胶体聚合体吸附铀效果影响试验,结果表明,溶液的pH对二氧化硅胶体聚合体吸附铀的效果影响较大,并且在pH为4时吸附铀的效果达到最佳;二氧化硅胶体聚合体吸附铀的速度快,30 min即可达到吸附平衡;该材料去除铀的效率高,当溶液中铀初始浓度低于10 mg/L时,该材料对铀的去除率大于98%;随着初始铀浓度增加,吸附容量增加,铀的去除率降低;扫描电镜分析结果表明,二氧化硅胶体聚合体表面形貌吸附铀前后变化不大;能谱分析结果表明,1 g吸附剂所吸附铀的质量分数为4.32%,与二氧化硅胶体聚合体从溶液中吸附铀43.0 mg相吻合.     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr （Ⅵ）的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr （Ⅵ）溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr（Ⅵ）的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜（scanning electron microscopy）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）、X射线衍射（X-ray diffraction）等方法对原炭（biochar）和改性生物炭（modified biochar）进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。     

氨基化MCM-41介孔分子筛改性超滤膜去除水中Cr（VI）的研究

采用氨基化MCM-41介孔分子筛（NH2-MCM-41）接枝改性聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜,并用于水中重金属Cr（VI）的去除。NH2-MCM-41成功接枝于超滤膜表面,并在表面形成均匀的亲水层,显著提高了膜的抗污染性能,过水通量衰减率从51.4%降低到了24.8%。在pH值3.5,初始浓度20 mg/L时,改性超滤膜对Cr（VI）的吸附可以在5 min达到快速平衡,吸附容量达到2.8 mg/g。超滤实验表明,NH2-MCM-41改性超滤膜对低浓度Cr（VI）进水可以实现进一步净化,在超滤运行时长达到11 h,出水Cr（VI）浓度始终维持在0.5 mg/L以下。因此,本研究通过在膜表面接枝氨基化的MCM-41分子筛,可以有效提升膜的抗污染能力和对重金属的去除能力。     

活性炭纤维电吸附去除Cr(Ⅵ)的研究

研究了活性炭纤维(ACF)吸附含铬模拟废水.实验结果表明,吸附平衡时间为60 min,最佳pH为2～4,最佳Cr(Ⅵ)初始浓度为25 mg/L,Cr(Ⅵ)含量与ACF的最佳比值为12.4 mgCr(Ⅵ)/g ACF.ACF对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich等温式.在最佳操作条件下,Cr(Ⅵ)的去除率可达98.72%.电吸附能够提高ACF对总铬的吸附率.循环电吸附/电脱附实验表明,电脱附能够明显提高总铬的脱附率,并且随着再生次数的增加,吸附率和脱附率降低的并不明显,所以在酸性条件下对ACF进行电脱附再生具有可行性.     

氧化石墨烯/膨润土吸附U（VI）的性能

摘要：以氧化石墨烯（GO）、膨润土（Bent）为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,利用超声混合法合成了氧化石墨烯/膨润土复合材料（GO/Bent）。通过静态吸附试验,探讨了pH、投加量、吸附时间、初始浓度对GO/Bent吸附U（VI）的影响。试验结果表明,当pH值为6,GO/Bent投加量为0.2g/L,U（VI）的初始浓度为10mg/L,吸附效果达到最好,吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。XRD、SEM、EDS分析表明,GO/Bent合成成功,活性位点丰富,离子交换参与了吸附反应。     

共存离子对硫酸盐还原菌(SRB)还原U(Ⅵ)的影响

采用硫酸盐还原菌(SRB)生物(还原)沉淀法消除地浸含铀废水中的放射性U污染,研究了pH值、SO42-和NO3-对混合SRB菌群对地浸废水中U生物沉淀过程的影响.厌氧序批式实验结果表明,溶液pH值对U生物沉淀存在显著影响,在pH=6.0时U的沉淀率最高达99.4%,随pH值的降低其U的沉淀率也不断降低.SO42-质量浓度低于4 000 mg/L时对U生物沉淀没有影响,但超过5 000 mg/L时会产生明显的抑制作用,且抑制作用随着初始SO42-浓度的上升而加强.NO3-的存在会严重抑制SRB还原沉淀U,只有先彻底去除NO3-才能利用SRB还原沉淀U.因此,寻找分离或驯化培养出嗜酸性SRB菌群以及应用SRB和反硝化细菌(DNB)的混合菌群协同作用对酸法地浸采铀地下水进行原位生物修复具有重要意义.     

废茉莉花茶渣对Cr(VI)的吸附研究

以废茉莉花茶渣作为吸附剂,对含Cr(VI)溶液进行了吸附研究。分别考察了吸附时间、茶渣投加量、Cr(VI)初始浓度、茶渣粒径、温度、pH值等因素对废茉莉花茶渣吸附Cr(VI)的影响。在吸附时间2小时、茶渣投加量为30g/L、Cr(VI)初始浓度为40mg/L、茶渣粒径60目、 pH值2.5时,茶渣对Cr(VI)吸附率达98.7%。温度越高,茶渣对Cr(VI)吸附效果越好。废茉莉花茶渣对Cr(VI)具有较好的吸附能力,是比较合适的重金属离子吸附剂。     

H2O2对铁负载膨润土吸附铀(VI)影响的试验研究

系统研究了过氧化氢(H2O2)影响铁负载膨润土吸附铀(Ⅵ)的效果与机理.通过改变pH、H2O2浓度、初始U(Ⅵ)浓度,探讨了加入H2O2的条件下铁负载膨润土对U(Ⅵ)的吸附过程,并采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等对吸附U(Ⅵ)前后的铁负载膨润土进行了表征.试验结果表明,溶液初始pH为3～6时,H2O2能使铁负载膨润土对U(Ⅵ)的吸附率达到98%以上;H2O2浓度对反应平衡时的吸附性能影响不大;随着U(Ⅵ)浓度的增大,H2O2对铁负载膨润土吸附U(Ⅵ)的促进作用也随之增强,U(Ⅵ)浓度为0.64 mmol/L时,吸附量从1.74 mmol/g(铁负载膨润土)增至3.13 mmol/g(H2O2和铁负载膨润土的复合体系).