粘土矿物胶体对U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）和Sr（Ⅱ）的吸附性能研究
发布时间：2021-02-27 22:55
U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）作为高放废物中的主要元素,具有放射性强、毒性大、释热量高等特点,不能用一般的物理、化学或生物方法使其消除。胶体为双电子层结构,并且携带多种吸附基团,具有较大的比面积,能够迅速的和U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）发生反应。本文从粘土矿物胶体（蒙脱石胶体、铝皂石胶体）研究出发,探究粘土矿物胶体对U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的吸附行为和环境影响因素,并初步推理了其吸附机制,其主要结论如下:（1）在胶体表征方面:两种胶体的分散性和稳定性均比较好,pH均接近于中性;在成分分析方面:蒙脱石胶体中成分主要为蒙脱石,含有少量的SiO2;铝皂石胶体中成分主要SiO2,含有少量的蒙脱石和方解石;在结构和性质分析方面:两种胶体的X射线衍射结果基本和X射线荧光结果一致。（2）在常温下,蒙脱石胶体在时间为30 min、pH为6、铀初始浓度为20 mg·L-1、腐殖酸投加量为0.5 mg条件下,对U（Ⅵ）的吸附效果最好;铝皂石胶体在时间为20min、pH为6、铀初始浓度为40 mg·L-1、...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 土壤胶体的来源和分类
1.2.1 无机胶体
1.2.2 有机胶体
1.2.3 有机-无机复合胶体
1.3 粘土矿物胶体吸附核素的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 选题依据和研究内容
1.4.1 选题依据
1.4.2 研究内容
1.5 创新点
2 粘土矿物胶体的制备和表征
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 胶体的制备步骤
2.3 胶体的表征
2.3.1 胶体的粒径表征
2.3.2 胶体的参数表征
2.3.3 粘土矿物的X射线荧光光谱分析
2.3.4 粘土矿物及其胶体的X射线衍射分析
2.4 本章小结
3 蒙脱石胶体和铝皂石胶体吸附U（Ⅵ）的影响因素
3.1 实验试剂及仪器
3.1.1 实验试剂
3.1.2 实验仪器
3.2 实验方法
-1铀母液的配制"> 3.2.1 1g·L-1铀母液的配制
3.2.2 数据处理
3.3 接触时间对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.4 pH对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.5 温度及U（Ⅵ）初始浓度对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.6 离子种类对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.7 腐殖酸对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.8 本章小结
4 蒙脱石胶体和铝皂石胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响因素
4.1 实验试剂及仪器
4.1.1 实验试剂
4.1.2 实验仪器
4.2 实验方法
-1氯化铯的配制"> 4.2.1 200mg·L-1氯化铯的配制
4.2.2 数据处理
4.3 接触时间对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.4 pH对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.5 温度及Cs（Ⅰ）初始浓度对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.6 腐殖酸对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.7 离子种类对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.8 本章小结
5 蒙脱石胶体和铝皂石胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响因素
5.1 实验试剂及仪器
5.1.1 实验试剂
5.1.2 实验仪器
5.2 实验方法
-1氯化锶的配制"> 5.2.1 200mg·L-1氯化锶的配制
5.2.2 数据处理
5.3 接触时间对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.4 pH对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.5 温度及Sr（Ⅱ）初始浓度对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.6 腐殖酸对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.7 离子种类对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.8 本章小结
6 粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的等温线、热力学及动力学研究
6.1 吸附等温线研究
6.1.1 U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）在蒙脱石胶体上吸附的Langmuir和 Freundlich方程参数
6.1.2 U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）在铝皂石胶体上吸附的Langmuir和 Freundlich方程参数
6.2 吸附热力学研究
6.2.1 蒙脱石胶体吸附U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的热力学参数
6.2.2 铝皂石胶体吸附U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的热力学参数
6.3 吸附动力学研究
6.3.1 U（Ⅵ）在蒙脱石胶体上吸附动力学模型
6.3.2 U（Ⅵ）在铝皂石胶体上吸附动力学模型
6.3.3 Cs（Ⅰ）在蒙脱石胶体上吸附动力学模型
6.3.4 Cs（Ⅰ）在铝皂石胶体上吸附动力学模型
6.3.5 Sr（Ⅱ）在蒙脱石胶体上吸附动力学模型
6.3.6 Sr（Ⅱ）在铝皂石胶体上吸附动力学模型
6.4 本章小结
7 粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的机理研究
7.1 红外光谱分析
7.1.1 铝皂石胶体的红外光谱分析
7.1.2 蒙脱石胶体的红外光谱分析
7.2 扫描电镜分析
7.2.1 铝皂石胶体的扫描电镜分析
7.2.2 蒙脱石胶体的扫描电镜分析
7.3 U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）在蒙脱石胶体和铝皂石胶体表面吸附过程
7.4 本章小节
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]水相环境中U（Ⅵ）在伊利石上的吸附特征[J]. 卫纯纯,冷阳春,王彦惠,李东瑞,赵玉婷. 原子能科学技术. 2020(03)
[2]铝皂石胶体对U（Ⅵ）的吸附性能研究[J]. 杜作勇,张学岭,马健,庹先国,赵玉婷,于澍娟. 核技术. 2019(11)
[3]H2O2活化蒙脱石对溶液中U（Ⅵ）的吸附[J]. 魏青峰,石艳明,李同同,王彦惠,卫纯纯,庹先国. 核化学与放射化学. 2019(06)
[4]伊利石对U（Ⅵ）的吸附行为研究[J]. 卫纯纯,冷阳春,李东瑞,王彦惠,赵玉婷. 现代化工. 2019(S1)
[5]伊利石和高岭石对U（Ⅵ）的吸附[J]. 杜作勇,冷阳春,卫纯纯,赵玉婷,李东瑞,王彦惠,庹先国. 核化学与放射化学. 2019(05)
[6]Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合纳米材料对铀（Ⅵ）的吸附性能[J]. 王彦惠,成建峰,赵玉婷,卫纯纯,冷阳春,阳刚. 环境化学. 2019(09)
[7]腐殖酸对U（Ⅵ）的吸附机理研究[J]. 杜作勇,庹先国,王彦惠,卫纯纯,魏青峰. 环境化学. 2019(08)
[8]膨润土对U（Ⅵ）的吸附机理研究[J]. 杜作勇,王彦惠,李东瑞,庹先国. 核技术. 2019(02)
[9]沸石—纳米零价铁复合材料对铀的吸附性能研究[J]. 刘宸,李小燕,刘晴晴,秦启凤,张梓晗. 南华大学学报(自然科学版). 2018(01)
[10]水相环境中地质矿物胶体对Pu的吸附行为[J]. 陈壹三,冷阳春,朱杉,庹先国. 西南科技大学学报. 2017(03)
硕士论文
[1]典型核素在红壤胶体的吸附性能研究[D]. 赵媛媛.北京化工大学 2018
[2]Pu在粘土岩和膨润土中的胶体行为研究[D]. 陈壹三.西南科技大学 2017
[3]乙胺改性粘土矿物对铯吸附性能的研究[D]. 龙航.华南理工大学 2014
本文编号：3054922
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 土壤胶体的来源和分类
1.2.1 无机胶体
1.2.2 有机胶体
1.2.3 有机-无机复合胶体
1.3 粘土矿物胶体吸附核素的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 选题依据和研究内容
1.4.1 选题依据
1.4.2 研究内容
1.5 创新点
2 粘土矿物胶体的制备和表征
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 胶体的制备步骤
2.3 胶体的表征
2.3.1 胶体的粒径表征
2.3.2 胶体的参数表征
2.3.3 粘土矿物的X射线荧光光谱分析
2.3.4 粘土矿物及其胶体的X射线衍射分析
2.4 本章小结
3 蒙脱石胶体和铝皂石胶体吸附U（Ⅵ）的影响因素
3.1 实验试剂及仪器
3.1.1 实验试剂
3.1.2 实验仪器
3.2 实验方法
-1铀母液的配制"> 3.2.1 1g·L-1铀母液的配制
3.2.2 数据处理
3.3 接触时间对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.4 pH对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.5 温度及U（Ⅵ）初始浓度对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.6 离子种类对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.7 腐殖酸对粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）的影响
3.8 本章小结
4 蒙脱石胶体和铝皂石胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响因素
4.1 实验试剂及仪器
4.1.1 实验试剂
4.1.2 实验仪器
4.2 实验方法
-1氯化铯的配制"> 4.2.1 200mg·L-1氯化铯的配制
4.2.2 数据处理
4.3 接触时间对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.4 pH对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.5 温度及Cs（Ⅰ）初始浓度对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.6 腐殖酸对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.7 离子种类对粘土矿物胶体吸附Cs（Ⅰ）的影响
4.8 本章小结
5 蒙脱石胶体和铝皂石胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响因素
5.1 实验试剂及仪器
5.1.1 实验试剂
5.1.2 实验仪器
5.2 实验方法
-1氯化锶的配制"> 5.2.1 200mg·L-1氯化锶的配制
5.2.2 数据处理
5.3 接触时间对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.4 pH对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.5 温度及Sr（Ⅱ）初始浓度对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.6 腐殖酸对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.7 离子种类对粘土矿物胶体吸附Sr（Ⅱ）的影响
5.8 本章小结
6 粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的等温线、热力学及动力学研究
6.1 吸附等温线研究
6.1.1 U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）在蒙脱石胶体上吸附的Langmuir和 Freundlich方程参数
6.1.2 U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）在铝皂石胶体上吸附的Langmuir和 Freundlich方程参数
6.2 吸附热力学研究
6.2.1 蒙脱石胶体吸附U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的热力学参数
6.2.2 铝皂石胶体吸附U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的热力学参数
6.3 吸附动力学研究
6.3.1 U（Ⅵ）在蒙脱石胶体上吸附动力学模型
6.3.2 U（Ⅵ）在铝皂石胶体上吸附动力学模型
6.3.3 Cs（Ⅰ）在蒙脱石胶体上吸附动力学模型
6.3.4 Cs（Ⅰ）在铝皂石胶体上吸附动力学模型
6.3.5 Sr（Ⅱ）在蒙脱石胶体上吸附动力学模型
6.3.6 Sr（Ⅱ）在铝皂石胶体上吸附动力学模型
6.4 本章小结
7 粘土矿物胶体吸附U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）的机理研究
7.1 红外光谱分析
7.1.1 铝皂石胶体的红外光谱分析
7.1.2 蒙脱石胶体的红外光谱分析
7.2 扫描电镜分析
7.2.1 铝皂石胶体的扫描电镜分析
7.2.2 蒙脱石胶体的扫描电镜分析
7.3 U（Ⅵ）、Cs（Ⅰ）、Sr（Ⅱ）在蒙脱石胶体和铝皂石胶体表面吸附过程
7.4 本章小节
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]水相环境中U（Ⅵ）在伊利石上的吸附特征[J]. 卫纯纯,冷阳春,王彦惠,李东瑞,赵玉婷. 原子能科学技术. 2020(03)
[2]铝皂石胶体对U（Ⅵ）的吸附性能研究[J]. 杜作勇,张学岭,马健,庹先国,赵玉婷,于澍娟. 核技术. 2019(11)
[3]H2O2活化蒙脱石对溶液中U（Ⅵ）的吸附[J]. 魏青峰,石艳明,李同同,王彦惠,卫纯纯,庹先国. 核化学与放射化学. 2019(06)
[4]伊利石对U（Ⅵ）的吸附行为研究[J]. 卫纯纯,冷阳春,李东瑞,王彦惠,赵玉婷. 现代化工. 2019(S1)
[5]伊利石和高岭石对U（Ⅵ）的吸附[J]. 杜作勇,冷阳春,卫纯纯,赵玉婷,李东瑞,王彦惠,庹先国. 核化学与放射化学. 2019(05)
[6]Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合纳米材料对铀（Ⅵ）的吸附性能[J]. 王彦惠,成建峰,赵玉婷,卫纯纯,冷阳春,阳刚. 环境化学. 2019(09)
[7]腐殖酸对U（Ⅵ）的吸附机理研究[J]. 杜作勇,庹先国,王彦惠,卫纯纯,魏青峰. 环境化学. 2019(08)
[8]膨润土对U（Ⅵ）的吸附机理研究[J]. 杜作勇,王彦惠,李东瑞,庹先国. 核技术. 2019(02)
[9]沸石—纳米零价铁复合材料对铀的吸附性能研究[J]. 刘宸,李小燕,刘晴晴,秦启凤,张梓晗. 南华大学学报(自然科学版). 2018(01)
[10]水相环境中地质矿物胶体对Pu的吸附行为[J]. 陈壹三,冷阳春,朱杉,庹先国. 西南科技大学学报. 2017(03)
硕士论文
[1]典型核素在红壤胶体的吸附性能研究[D]. 赵媛媛.北京化工大学 2018
[2]Pu在粘土岩和膨润土中的胶体行为研究[D]. 陈壹三.西南科技大学 2017
[3]乙胺改性粘土矿物对铯吸附性能的研究[D]. 龙航.华南理工大学 2014
本文编号：3054922
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