类水滑石基功能复合材料的制备及对溶液中放射性元素铀的富集性能
发布时间：2021-03-27 10:16
水滑石独特的层状结构由层板与层间阴离子撑柱构成,可以通过改变层间阴离子制作不同阴离子插层的材料,也可以改变层板的金属阳离子组成和比例制作一些特异的类水滑石材料。将一些类水滑石进行高温煅烧并破坏它的结构,还能够得到它的复合氧化物（即尖晶石）,因此有作为吸附剂或催化剂的潜力。在本研究中,首先用水热合成法合成镁铝水滑石,然后用巯基官能团将其阴离子撑柱进行替换,得到一种对水溶液中铀离子高效吸附的吸附剂。在第二个实验中,采用过渡金属区的钴、锰元素作为原料,使用适量的强氧化剂将部分二价锰离子氧化成三价锰离子,并用络合溶液固定不稳定的三价锰离子,接着采用水热法合成类水滑石,再在一定温度下进行煅烧破坏其结构,生成具有催化还原能力的复合氧化物（尖晶石）。将产品作为催化剂并加入还原剂硫脲催化还原废水中的铀离子,使溶液中的六价铀离子(UO22+)还原为沉淀的四价铀离子（UO2）,从而达到处理废水中的铀离子目的。本课题探索了水滑石及其复合氧化物处理废水中的铀离子。本论文包括以下几个方面:1.对水滑石、类水滑石及其复合氧化物进行基本讲解,简述它们...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Mg/Al-LDO-SH的合成步骤Fig.2.1SynthesisprocessofMg/Al-LDO-SH
21图2.3吸附铀离子前后的FT-IR图谱Fig.2.3FT-IRspectraofMg/Al-LDHs(a),Mg/Al-LDO(b),Mg/Al-LDO-SH(c)andMg/Al-LDO-SH-U(d)SEM表征采用相同放大倍数的SEM研究了Mg/Al-LDHs，Mg/Al-LDO，Mg/Al-LDO-SH和吸附铀离子后的Mg/Al-LDO-SH-U的微观结构。图2.4（a）显示Mg/Al-LDHs的宽度为几百纳米，长度为几微米。产品晶型是明显的棒状结构，晶体表面光滑，晶体形状相对完整。图2.4（b）显示在煅烧Mg/Al-LDHs后，Mg/Al-LDO宽度比煅烧前的Mg/Al-LDHs窄,晶体弯曲并且有裂纹。但晶体表面依旧光滑，产品晶体仍旧完好，无明显损坏。图2.4（c）显示当巯基加入到Mg/Al-LDO中时，Mg/Al-LDO-SH经历了二次高压结晶。虽然Mg/Al-LDO-SH仍然是表面光滑的棒状结构，但晶体已经有很多断裂。图2.4（d）表明Mg/Al-LDO-SH-U吸附铀离子后，棒状结构没有明显变化，但是吸附材料吸附铀溶液后，表面富含大量铀离子，光滑变成了粗糙表面，同时，Mg/Al-LDO-SH-U的宽度也比Mg/Al-LDO-SH宽了些。基于这些表征数据，我们证实Mg/Al-LDO-SH成功吸附了铀离子。
22图2.4吸附铀离子前后的SEM图谱Fig2.4SEMmicrographsofMg/Al-LDHs(a),Mg/Al-LDO(b),Mg/Al-LDO-SH(c)andMg/Al-LDO-SH-U(d)XRD表征Mg/Al-LDHs（a），Mg/Al-LDO（b），Mg/Al-LDO-SH（c）和Mg/Al-LDO-SH-U（d）的XRD如图2.5所示。该图形的特征衍射峰的基线比较稳定，峰的宽度窄，而峰尖尖锐，没有明显的杂质峰。因此我们推测出所制备产品具有高纯度，完整结构和单晶相。在图2.5（a）中，我们观察到Mg/Al-LDHs的标记峰是由图中其六个特征峰（（003），（006），（012），（015），（018），（110））组成[92]。对比图2.5（b）和图2.5（c），数据显示它们有三个共同的特征峰（（111），（200），（220））。结果表明Mg/Al-LDHs加入巯基后，Mg/Al-LDO-SH没有改变其原有结构，同时SEM图像也可以证明加入巯基后材料的结构没有明显的变化。图2.5（d）中有两个特征衍射峰（（131），（220））。将特征峰（131）与铀标准卡（JCPDS：78-0664）进行比较，我们发现特征峰（131）是铀的特征峰。由于材料的表面是富含大量铀元素并且吸附剂的外表面覆盖有厚厚的铀离子层，因此特征峰（（111），（200），（220））灵敏度减小了。
本文编号：3103335
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Mg/Al-LDO-SH的合成步骤Fig.2.1SynthesisprocessofMg/Al-LDO-SH
21图2.3吸附铀离子前后的FT-IR图谱Fig.2.3FT-IRspectraofMg/Al-LDHs(a),Mg/Al-LDO(b),Mg/Al-LDO-SH(c)andMg/Al-LDO-SH-U(d)SEM表征采用相同放大倍数的SEM研究了Mg/Al-LDHs，Mg/Al-LDO，Mg/Al-LDO-SH和吸附铀离子后的Mg/Al-LDO-SH-U的微观结构。图2.4（a）显示Mg/Al-LDHs的宽度为几百纳米，长度为几微米。产品晶型是明显的棒状结构，晶体表面光滑，晶体形状相对完整。图2.4（b）显示在煅烧Mg/Al-LDHs后，Mg/Al-LDO宽度比煅烧前的Mg/Al-LDHs窄,晶体弯曲并且有裂纹。但晶体表面依旧光滑，产品晶体仍旧完好，无明显损坏。图2.4（c）显示当巯基加入到Mg/Al-LDO中时，Mg/Al-LDO-SH经历了二次高压结晶。虽然Mg/Al-LDO-SH仍然是表面光滑的棒状结构，但晶体已经有很多断裂。图2.4（d）表明Mg/Al-LDO-SH-U吸附铀离子后，棒状结构没有明显变化，但是吸附材料吸附铀溶液后，表面富含大量铀离子，光滑变成了粗糙表面，同时，Mg/Al-LDO-SH-U的宽度也比Mg/Al-LDO-SH宽了些。基于这些表征数据，我们证实Mg/Al-LDO-SH成功吸附了铀离子。
22图2.4吸附铀离子前后的SEM图谱Fig2.4SEMmicrographsofMg/Al-LDHs(a),Mg/Al-LDO(b),Mg/Al-LDO-SH(c)andMg/Al-LDO-SH-U(d)XRD表征Mg/Al-LDHs（a），Mg/Al-LDO（b），Mg/Al-LDO-SH（c）和Mg/Al-LDO-SH-U（d）的XRD如图2.5所示。该图形的特征衍射峰的基线比较稳定，峰的宽度窄，而峰尖尖锐，没有明显的杂质峰。因此我们推测出所制备产品具有高纯度，完整结构和单晶相。在图2.5（a）中，我们观察到Mg/Al-LDHs的标记峰是由图中其六个特征峰（（003），（006），（012），（015），（018），（110））组成[92]。对比图2.5（b）和图2.5（c），数据显示它们有三个共同的特征峰（（111），（200），（220））。结果表明Mg/Al-LDHs加入巯基后，Mg/Al-LDO-SH没有改变其原有结构，同时SEM图像也可以证明加入巯基后材料的结构没有明显的变化。图2.5（d）中有两个特征衍射峰（（131），（220））。将特征峰（131）与铀标准卡（JCPDS：78-0664）进行比较，我们发现特征峰（131）是铀的特征峰。由于材料的表面是富含大量铀元素并且吸附剂的外表面覆盖有厚厚的铀离子层，因此特征峰（（111），（200），（220））灵敏度减小了。
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