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。     

功能化水葫芦生物吸附剂的制备及其对铀的吸附机理

采用氢氧化钠预处理—柠檬酸热改性的两阶段处理方法,对水葫芦(water hyacinth,WH)通过酯化反应引入外来羧基,制备成一种新型的功能化水葫芦生物吸附剂(modified water hyacinth,MWH)。利用批次静态吸附实验,研究了pH、铀初始质量浓度、WH/MWH投加量、吸附时间等因素对WH/MWH吸附铀的影响,通过SEM、EDS、FTIR表征手段以及吸附动力学,研究了WH/MWH吸附含铀废水的机理。结果表明:当含铀废水溶液初始质量浓度为1 mg/L、溶液pH=7、WH/MWH的投加量为0.2 g/L、吸附时间4 h时即达到吸附平衡,最大吸附容量为4.06 mg/g,较WH而言,MWH对铀的吸附率提高了34.03%,吸附容量提高了1.7 mg/g。MWH吸附铀的过程更符合准二级动力学模型,说明MWH吸附含铀废水主要是以化学吸附为主,同时伴随表面吸附以及离子交换作用。     

油茶壳基活性炭的微波制备及其对U(Ⅵ)的吸附

以油茶壳为原料,氯化锌为活化剂,采用微波活化制备油茶壳基活性炭。通过测定活性炭的碘吸附值,探究了氯化锌活化剂质量浓度、微波辐照时间、活化剂浸渍时间对所制备活性炭吸附性能的影响;并将制得的最优活性炭进行铀吸附实验,通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、能谱分析(energy dispersive spectrometer,EDS)、傅里叶红外光谱分析(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)对油茶壳基活性炭进行表征,探讨其吸附铀的机理。实验结果表明:采用700 W的微波功率,当氯化锌活化剂质量浓度为300 g/L,活化剂浸渍时间为24 h,微波辐照时间为90 s时,所制得油茶壳基活性炭碘吸附值为769.9 mg/g;在溶液pH=6、初始铀质量浓度为5 mg/L、油茶壳基活性炭投加量为1 g/L、吸附时间为6 h时,油茶壳基活性炭对铀的吸附率为98.75%,铀的吸附量为4.94 mg/g。油茶壳基活性炭对U(Ⅵ)的吸附是一种以物理吸附、活性炭表面的-COOH、-OH等官能团与铀酰离子的络合作用并存的吸附方式。