壳聚糖改性材料用于海水提铀研究

通过在壳聚糖上交联偕胺肟基(AO)和1-二甲胺基烯丙基膦酸(DMAAPA),制备出一种可用于海水提铀的新型壳聚糖改性材料(CTS-AM-AO-DA),使用FT-IR光谱和扫描电镜表征材料表面的官能团和形貌.通过吸附实验研究了材料在模拟海水中的吸附动力学过程和溶液pH、盐分以及竞争离子对材料吸附性能的影响.CTS-AM-AO-DA在模拟海水中的平衡吸附容量达到223.0 mg/g,吸附过程符合准二级动力学方程.在高pH(8.0)、高盐分(0.5 mol/L NaCl)、存在竞争离子(钙、镁、钒)的条件下,CTS-AM-AO-DA均表现出优异的铀吸附性能,该材料在海水提铀领域具有潜在的应用价值.     

海水提铀材料研究进展

铀资源是核工业发展中不可或缺的重要战略资源,发展海水提铀对于保障核能可持续发展和推进海洋资源综合利用具有重要战略意义。实现海水提铀的工程化从根本上依赖于对海水中碳酸铀酰离子具有高效富集能力且综合性能优良的吸附材料。作为海水提铀的明星材料,偕胺肟功能化聚合物因其对铀特殊的亲和力,一直受到国际国内广泛的关注。近年来,结合电化学、光化学和生物化学等交叉领域的研究进展,高吸附容量、高选择性的海水提铀材料也不断涌现。该文立足海水提铀材料的设计思路和合成策略,介绍了近年来国内外海水提铀材料的研究进展,阐明了目前海水提铀面临的关键问题和挑战,分析了海水提铀工程化的经济性,并对未来发展研究方向进行了展望。     

铀在高岭土上的吸附动力学及热力学研究

采用静态法研究了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附特性,探讨了pH、离子强度、接触时间、温度、腐殖酸等对U(Ⅵ)在高岭土上吸附的影响.以宏观吸附实验为基础,对高岭土进行X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,并讨论了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附动力学及热力学行为.结果说明,准二级动力学模型可以用来描述铀在高岭土上的吸附.通过对溶液pH值和离子强度因素的研究,溶液pH值对铀的吸附影响比离子强度对铀的吸附影响更大.在较低pH值下,腐殖酸对吸附有加强的作用;在较高pH值下,腐殖酸对吸附有抑制作用.Freundlich模型可较好地描述高岭土对U(Ⅵ)的吸附过程.高岭土对U(Ⅵ)的吸附为自发且吸热的过程,主要是表面单分子层吸附.     

枝状聚合物修饰碳纳米管对铀吸附性能研究

采用枝状聚合物对氧化多壁碳纳米管(WMCNT)进行修饰,研究枝状聚合物PAMAM/WMCNT复合物对溶液中铀的吸附性能。研究了不同pH、吸附剂用量、铀初始浓度、吸附时间、离子强度等对吸附性能的影响,探讨了等温吸附理论模型和吸附过程的热力学模型。在室温下pH值为5、吸附时间80min、铀初始浓度1mg/mL时,吸附率达到97.25%。吸附等温模型符合Freundlich方程,吸附动力学符合拟二级动力学方程。     

枣核活性炭的制备及其铀吸附性能

以废弃物大红枣枣核为原料,KOH为活化剂,采用浓硝酸氧化改性制备枣核活性炭吸附剂。研究了该吸附剂对铀的吸附性能,并通过红外吸收光谱(FT-IR)、比表面积测定(BET)、扫描电镜(SEM)对吸附剂进行了表征。结果表明:氧化枣核活性炭是一种多孔活性炭,比表面积为277.261 m~2/g,孔体积为0.428 cm~3/g,平均孔径为4.044 nm,微孔体积为0.1218 cm~3/g;在温度298.15 K,pH值5.5,吸附时间11 h,吸附剂质量浓度0.5 g/L,铀初始浓度80 mg/L条件下,枣核活性炭对铀离子的最大吸附量为148 mg/g;吸附过程为吸热反应,符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

聚烯丙基硫脲的合成及其富集分离金和钯

一种新型的固相萃取吸附材料聚烯丙基硫脲被合成并用于水溶液中痕量Au(Ⅲ)和Pd(Ⅳ)的富集分离.分析的过程是基于被分析物以硫脲复合物的形式保留在螯合树脂上.研究了共存离子的干扰、螯合树脂的吸附容量以及pH值、富集时间、洗脱剂体积等参数对吸附的影响.待测离子的吸附回收率大于96%.在最优条件下,新型吸附剂对Au(Ⅲ)和P...     

胺化大麻纤维的制备及其对铀的高效提取研究

为改善复杂含铀废水中铀的提取效率,采用水热法制备了多胺基修饰的大麻纤维(HFA-G-T),通过批次吸附实验探究了纤维对铀的提取性能,结合吸附模型分析及谱学表征探讨了改性纤维对铀的提取作用机制。结果表明：大麻纤维胺化后,其对铀的吸附能力可达351.3 mg/g(pH=5),吸附过程满足准二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,吸附行为主要由单层化学吸附控制;谱学分析表明,HFA-G-T主要通过接枝的NH/NH₂中的N对铀表现出的高亲和力络合作用而实现对铀的高效提取;在模拟高盐含铀废水中,Na⁺,Mg²⁺和Ca²⁺阳离子以及Cl^-,NO₃^-阴离子对HFA-G-T吸附铀基本无影响,表现出较好的抗离子干扰性能。基于胺化大麻纤维的高效提铀性能和抗阴阳离子干扰性能,有望用于复杂含铀废水的净化。     

腐殖酸钛盐对铀(Ⅵ)的吸附动力学与热力学研究

为了了解腐殖酸钛盐对铀在土壤中迁移的影响,本研究通过一系列静态吸附实验,开展了在不同pH、接触时间、温度和初始铀质量浓度等条件下,腐殖酸钛盐对铀(Ⅵ)的吸附研究,并进行了动力学和热力学分析。实验结果表明溶液pH值和初始铀质量浓度是影响腐殖酸钛盐吸附铀(Ⅵ)的重要因素,吸附量随着初始铀质量浓度的增加而增大,且在pH=6时吸附效果最佳,吸附量为34. 75 mg/g,吸附平衡时间约为90 min。腐殖酸钛盐对铀的吸附动力学符合准二级动力学模型,即吸附主要是化学吸附。吸附热力学研究发现腐殖酸钛盐对铀的吸附符合Freundlich模型,表明吸附是多层吸附;腐殖酸钛盐对铀的吸附是一个自发的吸热过程,即温度升高有利于吸附作用。     

不溶性腐殖酸对铀的吸附研究

通过改变震荡时间、不溶性腐殖酸的投加量、pH值、铀酰离子的浓度等因素,研究不溶性腐殖酸(insolubilized humic acid简写IHA)对铀酰离子(UO2+2)的吸附作用.实验表明,在铀酰离子的浓度在4.79×10-5 mol· L-1以上,pH≈7时,不溶性腐殖酸对六价铀有较好的吸附能力,吸附效率在96％以上.对于浓度为1.60×10-4 mol·L-1的铀溶液,不溶性腐殖酸的用量在0.015 g左右时,吸附可达饱和.IHA的投加量、pH值、铀酰离子的浓度、震荡时间等对吸附具有明显的影响,研究表明,IHA对铀酰离子的吸附符合一级反应特征,实验数据服从Freundlich等温式.     

膨胀石墨吸附二苯胺-4-磺酸钠的动力学及热力学

以二苯胺-4-磺酸钠(DPASA)为吸附质,研究了其在膨胀石墨(EG)上的吸附动力学及热力学行为;针对DPASA的初始质量浓度,温度,pH值,离子强度以及EG的膨胀容积(EV)对吸附性能的影响进行了讨论.吸附动力学研究表明此过程可用准二级模型描述;在测试DPASA质量浓度及温度下,吸附过程活化能为1～10 kJ/mol.吸附热力学研究显示DPASA在EG上的吸附属于Ⅱ型;平衡吸附量随DPASA初始质量浓度、溶液离子强度和EG的EV的增加而增大;温度和pH值对吸附性能没有显著影响;物理吸附是吸附过程中的主导因素.     

腐殖酸钛盐对铀(VI)的吸附动力学与热力学研究

为了了解腐殖酸钛盐对铀在土壤中迁移的影响,本研究通过一系列静态吸附实验,开展了在不同pH、接触时间、温度和初始铀质量浓度等条件下,腐殖酸钛盐对铀(VI)的吸附研究,并进行了动力学和热力学分析。实验结果表明溶液pH值和初始铀质量浓度是影响腐殖酸钛盐吸附铀(VI)的重要因素,吸附量随着初始铀质量浓度的增加而增大,且在pH=6时吸附效果最佳,吸附量为34.75 mg/g,吸附平衡时间约为90 min。腐殖酸钛盐对铀的吸附动力学符合准二级动力学模型,即吸附主要是化学吸附。吸附热力学研究发现腐殖酸钛盐对铀的吸附符合Freundlich模型,表明吸附是多层吸附;腐殖酸钛盐对铀的吸附是一个自发的吸热过程,即温度升高有利于吸附作用。     

大肠杆菌JM109对废水中铀(Ⅵ)的吸附实验研究

利用大肠杆菌JM109去除含铀废水,研究了在pH值、温度、吸附时间、铀离子的初始浓度、菌体浓度等,耐辐射奇球菌对铀的吸附效果.吸附试验结果表明耐辐射奇球菌有较高的吸附铀的能力,其中对低浓度的含铀废水处理潜力较大.当pH值为4.5时吸附效果最好,投加菌体浓度最佳为0.1 g/L,大约50 min左右达到吸附平衡,吸附量最高达到693.8 mg/g.吸附热力学研究其更符合Freundlich等温模型,吸附过程符合准二级动力学模型.     

废啤酒酵母吸附水中苯酚的性能及机理

以啤酒废酵母为材料吸附水溶液中苯酚,考察了溶液pH值、盐浓度、吸附时间对吸附的影响,结果表明:啤酒废酵母吸附苯酚的平衡时间为2 h,在较宽的pH值范围内对苯酚的吸附性能良好,等温曲线符合L angm u ir模式,最大吸附量为108.34 m g/g,高盐浓度对苯酚的吸附有阻碍作用.啤酒废酵母能较好地吸附废水中的苯酚,可望在苯酚废水处理中得到实际应用.     

Zr-APT新型吸附剂的除磷效果及吸附动力学研究

以凹凸棒石为载体,通过碱酸改性,并采用浸渍法制备了Zr-APT新型除磷吸附剂．对其吸附性能和最佳负载条件以及对吸附动力学过程进行研究．结果表明,在室温25℃和p H＝5．6的条件下,吸附时间为1h时,Zr-APT 对磷的去除率达94．3％;在pH＝5．6的条件下,当锆溶液浓度为0．4mol/L ,浸渍时间为12h时,所制得的 Zr-APT 新型除磷吸附剂除磷率达95．3％．该种吸附剂对磷的吸附过程符合一级吸附动力学模型．     

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.     

阳离子柱[5]芳烃改性膨润土对橙黄Ⅳ的吸附研究

采用水热法制备了阳离子柱[5]芳烃(CP5A)改性膨润土(BT)的新型吸附剂材料(CP5A/BT). 通过红外吸收光谱(FTIR),X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对吸附剂材料CP5A/BT进行了表征. 以阴离子染料橙黄Ⅳ(OIV)为目标吸附质,考察了CP5A浓度、吸附剂投加量、溶液pH值、接触时间和染料初始浓度对吸附效果的影响,采用吸附动力学和吸附等温线模型对吸附过程进行了研究. 通过“吸附?解吸”循环对CP5A/BT吸附剂的再生性进行了考察. 结果显示,CP5A成功负载在BT上,改性后的CP5A/BT表面形貌和结构发生了改变. 经CP5A改性后的BT表面有大量的活性位点,对OIV的去除在45 min内能迅速达平衡状态,且酸性及弱碱性条件下的吸附量高于强碱性条件. 经动力学模型、Langmuir和Freundlich模型分析得出,CP5A/BT对OIV的理论吸附量可达230.4247 mg·g?1,且伪二级动力学和Freundlich等温线模型能较好地拟合CP5A/BT对OIV的吸附过程,此吸附过程主要以化学吸附为主. CP5A/BT吸附剂具有较好的再生性.     

响应面法优化水葫芦生物炭吸附尼泊金乙酯工艺研究

以水葫芦为原材料,柠檬酸改性制备生物炭对尼泊金乙酯(EP)的吸附。通过Box-Behnken Design实验,使用吸附剂添加量、pH值、EP初始浓度和反应时间这四个变量对尼泊金乙酯去除率的影响进行模拟优化。实验结果表明：水葫芦生物炭（WB）与柠檬酸改性水葫芦生物炭（CA-WB）在各单因素实验中对EP溶液去除影响的大小顺序为：吸附剂添加量＞EP浓度＞pH＞反应时间。WB吸附EP的最佳反应条件为：pH为1.12、反应时间为3.28 h、EP初始浓度为18.4 g/L和WB添加量为3.86 g/L,此时WB对EP的去除率为81.04％,实际条件下验证EP去除率为85.12%,与预测值误差为4.79%;CA-WB吸附EP的最佳反应条件为：pH为2.8、反应时间为3.23 h、EP初始浓度为14.7 mg/L和CA-WB添加量为3.73 g/L,此时CA-WB对EP的去除率为96.00％,实际条件下验证EP去除率为93.24%,与预测值误差为2.96%。     

盐湖提锂工艺——高镁锂比盐湖锂盐吸附剂研发进展

 据2019年美国地质调查局统计全球已查明锂资源量6200万t,其中59%锂资源分布在盐湖中,而绝大部分盐湖为高镁锂比盐湖,高镁锂比盐湖中锂的提取工艺更难,吸附剂可以一步直接提锂,研发循环性能高、稳定性强、制备高效的高镁锂比盐湖锂盐吸附剂迫在眉睫。根据吸附剂的制备材料和吸附机理不同,将现有吸附剂进行分类,总结了离子筛吸附剂、铝盐吸附剂、天然矿物改性吸附剂发展现状及吸附流程。对比研究发现,天然矿物改性吸附剂具有离子筛吸附剂和铝盐吸附剂提锂的所有优势,制备简单不产生废料,经济、环保、高效,在未来高镁锂比盐湖提锂工艺中应予以重点关注。     

Synthesis,characterization, and property test of crystalline polyferric sulfate adsorbent used in treatment of contaminated water with a high As(III) content

A crystalline polyferric sulfate (PFS) adsorbent was synthesized by oxidizing and precipitating ferrous ions in air atmospheric conditions. The morphology, structure, specific surface area (SSA), and adsorptive efficacy of the adsorbent to As(Ⅲ) were characterized by scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) images, X-ray diffraction (XRD) patterns, Fourier-transform infrared (FTIR) spectra, BET SSA analyses, and adsorption experiments. The adsorbent showed a near-spherical aggregate structure and had good crystallinity. A significant amount of α-goethite co-precipitated with PFS in the case of the initial ferrous concentration of 1 mol/L and increased SSA of the adsorbent. The stability region of ferric compounds in the process was drawn and applied to analyze the iron behavior during the synthesis. The adsorption of As(Ⅲ) in high As(Ⅲ)-containing solutions fitted the Langmuir isotherm model adequately. The absorbent with co-precipitation of α-goethite showed good adsorbability for As(Ⅲ) and good filtering performance in the high As(Ⅲ)-containing solution of 10-100 mg/L under acidic, neutral, and alkaline conditions (pH 2.09-9.01). After the adsorption process, the stability of the residues bearing As(Ⅲ) was evaluated by toxic characteristic leaching procedure (TCLP) tests. The results indicated that the residues were extremely stable, and the concentrations of arsenic in the leaching solutions were less than 0.01 mg/L.