硫化钼及其衍生材料对铀酰根离子的分离性能及机理探究
发布时间：2021-11-28 09:11
现代社会进入了能源的高速消耗阶段,不管是传统能源的储量还是其安全问题都给社会发展的开发利用带来了许多困难。核能是目前世界范围内可以达到工业化应用并有望代替传统能源的新能源。但是,核能应用产生的放射性废料,一旦发生泄漏或处理不当,将对地球环境及生物造成巨大的威胁。而在核能的使用中,使用铀的所占比例很高,而它的衰变产物是生态环境中的主要污染物质。因此,高效的吸附铀具有很重要的意义。而硫化物在吸附铀酰根离子方面的研究取得了很大的进展。本文拟利用硫化钼及其衍生材料对铀酰根离子的吸附性能及机理进行了探究。本论文的具体研究如下:（1）通过氧化聚合法合成NO3-Ppy前驱体,再将其与（NH4）3MoS4化学剂合成新的复合材料四硫化钼聚吡咯（MoS4-Ppy）,得到的新吸附剂来用于模拟含铀废水污染的治理。通过SEM、TEM等表征手段发现其形态与聚吡咯相似,都呈小球状紧密排列。实验结果表明MoS4-Ppy能有效去除放射性废水中的铀。MoS4-Ppy复合...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固相萃取中使用的吸附剂[19]
西南科技大学硕士学位论文13图1-2U(VI)在LDH(a)和LDH/GO(b)上的吸附随pH的变化的建模结果：T=293K，m/V=1.5g/L，1=0.01mol/LNaClO，Co＝10mg/L[33]。Figure1-2ThemodelingresultsofU(VI)adsorptiononLDH(a)andLDH/GO(b)asafunctionofpH:T=293K,m/V=1.5g/L,1=0.01mol/LNaClO,Co=10mg/L[33].②聚合物材料聚合物材料，包括树脂，纤维素和壳聚糖，骨架强度高且可调节理化特性。通常的合成方法是功能单体的聚合，或通过对其骨架进行功能化处理，或者对骨架加成聚合。功能性聚合物可在其主链或侧链上包含多个协调或/和荷电基团[24]。其中离子交换树脂对污水的处理效果很好，它已成熟的用于工业废水处理。纤维素和壳聚糖由于其无毒，低成本和容易功能化的特点，同时被认为是自然界中数一数二的最丰富的聚合物，成为潜在的高效吸附剂[25]。随着科学技术的进步和经济的发展，高强度、高韧性、耐高温、耐极端条件等高性能的有机聚合物材料发展十分迅速，为电子、宇航工业等提供了很多的新材料。Rivas等[26]通过把拥有两个乙烯基的单体进行了聚合，得到的新聚合物材料有不融水的优点。研究了新聚合物材料对重金属的去除性能，其中对Cu(II)和U(VI)吸附性能表现最优，pH＝5.0时，对U(VI)的去除率达到95%。Wang等[27]通过利用壳聚糖为原料与环氧氯丙烷在碱性条件下反应合成新的聚合物材料-交联壳聚糖，采用静态吸附法研究了一系列条件因素对新聚合物材料吸附铀的影响，并做了等温模型参数和动力学模型拟合，交联壳聚糖最大吸附量为72.46mg/g，因为吸附遵循准二级动力学模型所以吸附过程是化学吸附。Sihn等人[28]设计出具有永久性孔隙结构的高分子微孔隙聚合物(PIM)，这种多孔聚合物是由于它的多孔网状结构是内置而修饰引入，PIM上具有偕胺肟侧基，从海水中去
西南科技大学硕士学位论文15于它们的价态一般可以变动，有可能使得介孔材料能应用于别的新的领域，所以硅基介孔材料有着可观的应用前景。通常(图1-3)，它们的吸附作用可用控制某些酸来调节孔径的大小，使它得能够完成大分子的吸附和分离，由于其介孔有序，材料可快速洗净并且再次重复利用，所以介孔材料很环保，又经济实惠，在吸附领域一直有一定的地位[37]。Liu[38]等人对有序介孔二氧化硅吸附剂(KIT-6)的孔表面结构和化学性质进行了改性以去除甲苯，包括二氧化硅表面上的取代基和孔径均匀性。结果表明，三苯基接枝的KIT-6具有比纯KIT-6更快的颗粒内传质速率。与苯基接枝的KIT-6在无湿条件下相比，三苯基接枝的KIT-6具有比甲苯接枝的KIT-6更高的甲苯吸附能力，这是因为其表面积更大。Liu[39]等人通过使用一种热处理方法，可以创建富含有机官能团和羟基受限的中孔二氧化硅，该二氧化硅具有显着提高的耐湿性和甲苯吸附能力。静态和动态地研究了材料的基本吸附行为，以提炼性能增强的功能机理。二氧化硅和可重复使用性，这都归因于持久且稳定的表面疏水性。图1-3几种吸附剂的接枝反应方式及简图[39]。Figure1-3Thegraftingreactionmodeandtheabridgeddiagrammaticdrawingsofseveraladsorbents[39].
【参考文献】：
期刊论文
[1]华南某铀矿开采利用对地表水环境质量的影响[J]. 刘娟,李红春,王津,宋刚,齐剑英,陈永亨,李祥平,吴颖娟. 环境化学. 2012(07)
[2]2010年全球铀矿开采概况[J]. 伍浩松. 国外核新闻. 2011(05)
[3]表面改性秸秆生物质环境材料对水中PAHs的吸附性能[J]. 何娇,孔火良,高彦征. 中国环境科学. 2011(01)
本文编号：3524144
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固相萃取中使用的吸附剂[19]
西南科技大学硕士学位论文13图1-2U(VI)在LDH(a)和LDH/GO(b)上的吸附随pH的变化的建模结果：T=293K，m/V=1.5g/L，1=0.01mol/LNaClO，Co＝10mg/L[33]。Figure1-2ThemodelingresultsofU(VI)adsorptiononLDH(a)andLDH/GO(b)asafunctionofpH:T=293K,m/V=1.5g/L,1=0.01mol/LNaClO,Co=10mg/L[33].②聚合物材料聚合物材料，包括树脂，纤维素和壳聚糖，骨架强度高且可调节理化特性。通常的合成方法是功能单体的聚合，或通过对其骨架进行功能化处理，或者对骨架加成聚合。功能性聚合物可在其主链或侧链上包含多个协调或/和荷电基团[24]。其中离子交换树脂对污水的处理效果很好，它已成熟的用于工业废水处理。纤维素和壳聚糖由于其无毒，低成本和容易功能化的特点，同时被认为是自然界中数一数二的最丰富的聚合物，成为潜在的高效吸附剂[25]。随着科学技术的进步和经济的发展，高强度、高韧性、耐高温、耐极端条件等高性能的有机聚合物材料发展十分迅速，为电子、宇航工业等提供了很多的新材料。Rivas等[26]通过把拥有两个乙烯基的单体进行了聚合，得到的新聚合物材料有不融水的优点。研究了新聚合物材料对重金属的去除性能，其中对Cu(II)和U(VI)吸附性能表现最优，pH＝5.0时，对U(VI)的去除率达到95%。Wang等[27]通过利用壳聚糖为原料与环氧氯丙烷在碱性条件下反应合成新的聚合物材料-交联壳聚糖，采用静态吸附法研究了一系列条件因素对新聚合物材料吸附铀的影响，并做了等温模型参数和动力学模型拟合，交联壳聚糖最大吸附量为72.46mg/g，因为吸附遵循准二级动力学模型所以吸附过程是化学吸附。Sihn等人[28]设计出具有永久性孔隙结构的高分子微孔隙聚合物(PIM)，这种多孔聚合物是由于它的多孔网状结构是内置而修饰引入，PIM上具有偕胺肟侧基，从海水中去
西南科技大学硕士学位论文15于它们的价态一般可以变动，有可能使得介孔材料能应用于别的新的领域，所以硅基介孔材料有着可观的应用前景。通常(图1-3)，它们的吸附作用可用控制某些酸来调节孔径的大小，使它得能够完成大分子的吸附和分离，由于其介孔有序，材料可快速洗净并且再次重复利用，所以介孔材料很环保，又经济实惠，在吸附领域一直有一定的地位[37]。Liu[38]等人对有序介孔二氧化硅吸附剂(KIT-6)的孔表面结构和化学性质进行了改性以去除甲苯，包括二氧化硅表面上的取代基和孔径均匀性。结果表明，三苯基接枝的KIT-6具有比纯KIT-6更快的颗粒内传质速率。与苯基接枝的KIT-6在无湿条件下相比，三苯基接枝的KIT-6具有比甲苯接枝的KIT-6更高的甲苯吸附能力，这是因为其表面积更大。Liu[39]等人通过使用一种热处理方法，可以创建富含有机官能团和羟基受限的中孔二氧化硅，该二氧化硅具有显着提高的耐湿性和甲苯吸附能力。静态和动态地研究了材料的基本吸附行为，以提炼性能增强的功能机理。二氧化硅和可重复使用性，这都归因于持久且稳定的表面疏水性。图1-3几种吸附剂的接枝反应方式及简图[39]。Figure1-3Thegraftingreactionmodeandtheabridgeddiagrammaticdrawingsofseveraladsorbents[39].
【参考文献】：
期刊论文
[1]华南某铀矿开采利用对地表水环境质量的影响[J]. 刘娟,李红春,王津,宋刚,齐剑英,陈永亨,李祥平,吴颖娟. 环境化学. 2012(07)
[2]2010年全球铀矿开采概况[J]. 伍浩松. 国外核新闻. 2011(05)
[3]表面改性秸秆生物质环境材料对水中PAHs的吸附性能[J]. 何娇,孔火良,高彦征. 中国环境科学. 2011(01)
本文编号：3524144
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