多孔生物质炭及其复合物的制备与铀吸附性能研究
发布时间：2021-07-27 12:38
随着化石燃料的短缺和日益增长的环境污染问题,核能作为绿色清洁能源之一也随之不断开发和发展。核电发展的同时,面临着陆地铀资源短缺的问题,而海洋中贮存丰富的铀资源。因此,积极开发和设计新型高效的海水提铀吸附材料,有利于我国核能事业的持续发展,具有重要的战略意义。生物质衍生的碳材料具有来源广、环境友好、孔隙率高、化学/热稳定性等优点,在水相中富集铀领域有潜在的应用价值。本文利用生物质脱脂棉、橘子皮作为碳源,通过高温热解,制备多孔生物质炭材料,再经化学法改性,合成了三种高性能的铀吸附材料,并对合成的吸附剂通过循环吸附-脱附实验、离子竞争实验,评价吸附材料的吸附性能、循环再生性和选择性。以脱脂棉为碳源,经两步高温热解和化学活化制备多孔纤维状生物质炭（CFA）,再用HNO3氧化合成羧基化CFA（CFA-AO）。氧化后,吸附性能提高,最佳pH值为6.0;CFA-AO可在60 min内达到饱和吸附,对铀酰离子的吸附过程遵循准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,在298.15 K温度下,CFA-AO的最大吸附容量为312.8 mg g-1。CFA-A...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蛋白质水凝胶微珠进行铀吸附的机理图
图 1.2 SxLDHs 吸铀机理示意图[30]料具有性能优良、来源广、环境友好等优点，常见的有 Fe3O4、FeOOH、8等，已被广泛应用于放射性废水处理及海水提铀领域[33]。王祥科课题）表面负载 Fe3O4纳米颗粒，用于水相中吸附铀，其最大吸附量 1.380PS 分析，推测其吸附机理：Fe-O 官能团与铀酰离子之间发生配位[34]。n 等人用 EXAFS 和 DFT 分析 α-FeOOH 与铀的相互作用，主要是通过物，表明 α-FeOOH 对铀具有一定的亲合力，可用于分离富集铀领域[3的限制，吸附性能较差，通常会通过化学改性来提高其吸附性能。H件下用 FeCl2和 Na2S 合成 FeS 用于去除水相中铀酰离子，并通过 XAN析吸附机理，结果可知，其机理主要是发生了还原沉淀，反应过程可能UO22++≡FeS=≡S2--UO22++Fe2+≡S2--UO22+=≡S2--UO22+2+--
哈尔滨工程大学硕士学位论文纤维状生物质炭 CFA。具体步骤为，称量 2.0 g 医用脱脂棉，剪成小块，置于瓷舟中，通入氮气，设置升温速率为 5 ℃ min-1，最高温度为 800 ℃下，进行脱脂棉的预炭化，自然冷却至室温后，将所获得的黑色纤维状碳（CF）置于 4 mol L-1KOH 的溶液中，浸泡 12 h 后，120℃下，将其水分蒸干，然后重新放入管式炉中，氮气氛围中，以第一步升温速率，800℃下恒温维持 90 min，自然冷却后，将所制备的黑色样品置于 2.0 mol L-1的 HCl 溶液中，并用去离子水重复清洗至滤液 pH 值为 7.0，60℃干燥后收集所制备的成型 CFA。3.2.2 HNO3氧化多孔纤维状生物质炭（CFA-AO）的制备称取 0.5gCFA，浸泡在 40mL5molL-1的 HNO3溶液中，将混合物磁力搅拌 1h 后，静置氧化 12 h。取出 CFA 后，用大量的去离子水清洗至滤液 pH 接近中行，60℃干燥。合成过程如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]共价有机框架材料的发展与应用:气体存储、催化与化学传感[J]. 王婷,薛瑞,魏玉丽,王明玥,郭昊,杨武. 化学进展. 2018(06)
[2]三种非活性微生物对铀的吸附行为及其受γ辐照的动力学影响[J]. 张伟,董发勤,杨杰,聂小琴,王岩,霍婷婷,周琳. 核化学与放射化学. 2018(04)
博士论文
[1]几种核壳结构磁性材料的制备及其铀吸附性能[D]. 张晓飞.哈尔滨工程大学 2014
硕士论文
[1]生物质基多级孔碳材料的制备及其吸附和电化学性能[D]. 杜娟.河北科技大学 2018
本文编号：3305796
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蛋白质水凝胶微珠进行铀吸附的机理图
图 1.2 SxLDHs 吸铀机理示意图[30]料具有性能优良、来源广、环境友好等优点，常见的有 Fe3O4、FeOOH、8等，已被广泛应用于放射性废水处理及海水提铀领域[33]。王祥科课题）表面负载 Fe3O4纳米颗粒，用于水相中吸附铀，其最大吸附量 1.380PS 分析，推测其吸附机理：Fe-O 官能团与铀酰离子之间发生配位[34]。n 等人用 EXAFS 和 DFT 分析 α-FeOOH 与铀的相互作用，主要是通过物，表明 α-FeOOH 对铀具有一定的亲合力，可用于分离富集铀领域[3的限制，吸附性能较差，通常会通过化学改性来提高其吸附性能。H件下用 FeCl2和 Na2S 合成 FeS 用于去除水相中铀酰离子，并通过 XAN析吸附机理，结果可知，其机理主要是发生了还原沉淀，反应过程可能UO22++≡FeS=≡S2--UO22++Fe2+≡S2--UO22+=≡S2--UO22+2+--
哈尔滨工程大学硕士学位论文纤维状生物质炭 CFA。具体步骤为，称量 2.0 g 医用脱脂棉，剪成小块，置于瓷舟中，通入氮气，设置升温速率为 5 ℃ min-1，最高温度为 800 ℃下，进行脱脂棉的预炭化，自然冷却至室温后，将所获得的黑色纤维状碳（CF）置于 4 mol L-1KOH 的溶液中，浸泡 12 h 后，120℃下，将其水分蒸干，然后重新放入管式炉中，氮气氛围中，以第一步升温速率，800℃下恒温维持 90 min，自然冷却后，将所制备的黑色样品置于 2.0 mol L-1的 HCl 溶液中，并用去离子水重复清洗至滤液 pH 值为 7.0，60℃干燥后收集所制备的成型 CFA。3.2.2 HNO3氧化多孔纤维状生物质炭（CFA-AO）的制备称取 0.5gCFA，浸泡在 40mL5molL-1的 HNO3溶液中，将混合物磁力搅拌 1h 后，静置氧化 12 h。取出 CFA 后，用大量的去离子水清洗至滤液 pH 接近中行，60℃干燥。合成过程如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]共价有机框架材料的发展与应用:气体存储、催化与化学传感[J]. 王婷,薛瑞,魏玉丽,王明玥,郭昊,杨武. 化学进展. 2018(06)
[2]三种非活性微生物对铀的吸附行为及其受γ辐照的动力学影响[J]. 张伟,董发勤,杨杰,聂小琴,王岩,霍婷婷,周琳. 核化学与放射化学. 2018(04)
博士论文
[1]几种核壳结构磁性材料的制备及其铀吸附性能[D]. 张晓飞.哈尔滨工程大学 2014
硕士论文
[1]生物质基多级孔碳材料的制备及其吸附和电化学性能[D]. 杜娟.河北科技大学 2018
本文编号：3305796
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