磷酸化复合材料对U（Ⅵ）去除性能的研究
发布时间：2021-01-06 19:04
铀作为核燃料循环过程中的关键核素之一,同时也是一种剧毒的污染物,一旦被排放或者泄露到自然水体中,会给人类和其他生物的生命安全带来严重的威胁。因此,开发先进技术和新型材料应用于水体中铀酰离子的去除具有重要的意义。本论文基于含磷配体对铀酰离子的特异性亲和作用,合成出两种不同的磷酸化复合材料,采用宏观批实验技术和微观表征手段系统探讨它们在一系列环境条件下对U（Ⅵ）的去除性能和富集机制。具体研究内容和成果包含如下两个方面:1.通过“水热法”和“一锅法”合成植酸（PA）修饰的钛纳米管（TNTs）的复合材料（PA/TNTs）,并将其用于U（Ⅵ）的吸附。粉末衍射（PXRD）、傅里叶变换红外（FTIR）、Zeta电势、热重分析（TGA）和透射电镜（TEM）等表征证明该磷酸化复合材料的成功合成,并且修饰前后TNTs的管状结构基本保持不变。STEM得到的元素Mapping图谱展示了含磷组分在钛纳米管上的分布情况。吸附实验的结果表明,PA/TNTs复合材料对U（Ⅵ）展示了优良的去除性能。在p H=5.0,T=293 K时,饱和吸附容量为1.16×10-3 mol/g,吸附平衡时间为6 h。并且PA/TNTs...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1U-C-O-H溶液体系中铀的Eh-pH图，溶解的离子活度分别假设为：U=10-8,-6M，C=10-3M[8]
铀作为核电站运行的基本和核心元素，含铀放射性废物、废水的产生和处置不可避免的成为人们关注的焦点。含铀废物和废水主要来源于铀矿的开采和冶炼、核电站的运行、核燃料的循环和后处理、核事故以及战争中贫铀武器的使用等过程(图1.2.2)。一旦它们被排放或泄露到环境中，在天然水体中以 UO22+及相关络合形态存在的铀将表现出高溶解性和高迁移性，并且无法被生物或者微生物所降解，将会经由食物链循环在生物体内富集，最终威胁到人类和其它生命体的健康和安全。图 1.2.2 含铀废物和废水的主要来源。Figure 1.2.2 The major sources of Uranium-containing wastes and wastewaters.具体来说，铀对人体造成的伤害主要来源于其作为重金属的化学毒性以及作为放射性核素的放射毒性[9-11]。铀的化学毒性主要体现在，一旦它进入人体内，在体液组织中以可溶性的铀酰及相关的络合形态存在，这些溶解的铀极易和人体内的细胞及生物大分子发生化学反应，引起急性或者慢性中毒，甚至对人体组织和器官的功能造成不可逆的损害。铀的放射毒性源于放射性核素能自发的释放原子内的能量和粒子
图 1.3.1 应用于放射性废水的处理手段及流程[18]。Figure 1.3.1 The processes applied for liquid radioactive waste treatment[18].3.1 化学沉淀法化学沉淀法是指向含铀废水中投放一定量的絮凝剂或沉淀剂，通过铀与沉淀剂或絮凝剂之间发生的一系列物理化学作用产生沉淀或者共沉淀等难溶性化合物达到富集铀的目的。并且，这些难溶性化合物能与废水中的各种杂质和悬浮物结合形成絮状物，对溶液中的铀等放射性核素表现出一定的吸附作用[19]。刘国宏等人利用 NH4HCO3作为沉淀剂，使酸性溶液中溶解的铀以(NH4)2U2O7的形式沉淀出来，且产生的沉淀颗粒较大，易于后续进行沉降过滤[20]。罗明标等人利用粉状和乳液状的 Mg(OH)2处理铀矿山酸性工艺废水，通过中和沉淀和絮凝载带的协同作用，能将处理后的含铀废水中铀的浓度降至 0.05 mg/L 以下，pH 值控制在 6 ~ 9 之间，达到国家排放标准[21]。这种方法操作简便，成本较低，不仅可以处理低浓度的放射性废水，对高浓
【参考文献】：
期刊论文
[1]放射性废水物理化学处理方法的研究进展[J]. 陈涛. 低碳世界. 2014(17)
[2]浅谈含铀废水处理技术[J]. 路艳,汪兆金,张寅杰,闵航. 甘肃科技纵横. 2014(06)
[3]生物吸附剂梧桐树叶对铀的吸附行为研究[J]. 聂小琴,董发勤,刘明学,刘宁,张伟,杨雪颖. 光谱学与光谱分析. 2013(05)
[4]稻壳对铀吸附性能的研究[J]. 冯媛,易发成. 原子能科学技术. 2011(02)
[5]低浓度含铀废水的处理技术及其研究进展[J]. 魏广芝,徐乐昌. 铀矿冶. 2007(02)
[6]榕树叶对铀吸附的研究[J]. 王翠苹,徐伟昌,庞红顺. 环境科学与技术. 2004(02)
[7]NH4HCO3沉淀法制备优质铀浓缩物的研究[J]. 刘国宏,林嗣荣,陆诗洁. 铀矿冶. 2003(04)
[8]氢氧化镁处理含铀放射性废水的研究[J]. 罗明标,刘淑娟,余亨华. 水处理技术. 2002(05)
[9]溶剂萃取的最新进展[J]. 汪家鼎,费维扬. 化学进展. 1995(03)
本文编号：2961101
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1U-C-O-H溶液体系中铀的Eh-pH图，溶解的离子活度分别假设为：U=10-8,-6M，C=10-3M[8]
铀作为核电站运行的基本和核心元素，含铀放射性废物、废水的产生和处置不可避免的成为人们关注的焦点。含铀废物和废水主要来源于铀矿的开采和冶炼、核电站的运行、核燃料的循环和后处理、核事故以及战争中贫铀武器的使用等过程(图1.2.2)。一旦它们被排放或泄露到环境中，在天然水体中以 UO22+及相关络合形态存在的铀将表现出高溶解性和高迁移性，并且无法被生物或者微生物所降解，将会经由食物链循环在生物体内富集，最终威胁到人类和其它生命体的健康和安全。图 1.2.2 含铀废物和废水的主要来源。Figure 1.2.2 The major sources of Uranium-containing wastes and wastewaters.具体来说，铀对人体造成的伤害主要来源于其作为重金属的化学毒性以及作为放射性核素的放射毒性[9-11]。铀的化学毒性主要体现在，一旦它进入人体内，在体液组织中以可溶性的铀酰及相关的络合形态存在，这些溶解的铀极易和人体内的细胞及生物大分子发生化学反应，引起急性或者慢性中毒，甚至对人体组织和器官的功能造成不可逆的损害。铀的放射毒性源于放射性核素能自发的释放原子内的能量和粒子
图 1.3.1 应用于放射性废水的处理手段及流程[18]。Figure 1.3.1 The processes applied for liquid radioactive waste treatment[18].3.1 化学沉淀法化学沉淀法是指向含铀废水中投放一定量的絮凝剂或沉淀剂，通过铀与沉淀剂或絮凝剂之间发生的一系列物理化学作用产生沉淀或者共沉淀等难溶性化合物达到富集铀的目的。并且，这些难溶性化合物能与废水中的各种杂质和悬浮物结合形成絮状物，对溶液中的铀等放射性核素表现出一定的吸附作用[19]。刘国宏等人利用 NH4HCO3作为沉淀剂，使酸性溶液中溶解的铀以(NH4)2U2O7的形式沉淀出来，且产生的沉淀颗粒较大，易于后续进行沉降过滤[20]。罗明标等人利用粉状和乳液状的 Mg(OH)2处理铀矿山酸性工艺废水，通过中和沉淀和絮凝载带的协同作用，能将处理后的含铀废水中铀的浓度降至 0.05 mg/L 以下，pH 值控制在 6 ~ 9 之间，达到国家排放标准[21]。这种方法操作简便，成本较低，不仅可以处理低浓度的放射性废水，对高浓
【参考文献】：
期刊论文
[1]放射性废水物理化学处理方法的研究进展[J]. 陈涛. 低碳世界. 2014(17)
[2]浅谈含铀废水处理技术[J]. 路艳,汪兆金,张寅杰,闵航. 甘肃科技纵横. 2014(06)
[3]生物吸附剂梧桐树叶对铀的吸附行为研究[J]. 聂小琴,董发勤,刘明学,刘宁,张伟,杨雪颖. 光谱学与光谱分析. 2013(05)
[4]稻壳对铀吸附性能的研究[J]. 冯媛,易发成. 原子能科学技术. 2011(02)
[5]低浓度含铀废水的处理技术及其研究进展[J]. 魏广芝,徐乐昌. 铀矿冶. 2007(02)
[6]榕树叶对铀吸附的研究[J]. 王翠苹,徐伟昌,庞红顺. 环境科学与技术. 2004(02)
[7]NH4HCO3沉淀法制备优质铀浓缩物的研究[J]. 刘国宏,林嗣荣,陆诗洁. 铀矿冶. 2003(04)
[8]氢氧化镁处理含铀放射性废水的研究[J]. 罗明标,刘淑娟,余亨华. 水处理技术. 2002(05)
[9]溶剂萃取的最新进展[J]. 汪家鼎,费维扬. 化学进展. 1995(03)
本文编号：2961101
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