基于生物富集制备菌丝炭/钼基半导体复合材料及其对铀的吸附-催化还原机制

发布时间：2023-02-09 08:27

　　铀是放射性废水中广泛存在的核素,具有放射性强,半衰期长,生物化学毒性大的特点。如何高效、安全、低成本处理放射性废水中的铀是目前国内外研究者面临的难题之一。然而,由于在放射性废水中存在着多种可溶性有机物,它们会与放射性废水中的铀发生络合反应,使得传统的吸附法难以达到对铀的有效处理。与之相比,光催化法一方面可将铀还原成低价产物,另一方面也可将放射性废水中的有机物催化降解。但是,由于单一光催化材料普遍存在反应活性位点有限的问题,且铀的还原产物在催化剂上的累积会阻碍光催化反应的有效进行。本论文针对上述存在的问题,通过生物富集的方法,制备了生物质炭-钼基半导体复合材料,实现了碳基材料与半导体催化剂材料间的紧密界面接触,使得钼基半导体上产生的光电子被引入到含大量吸附活性位点的生物质炭骨架中,同步实现铀的吸附-催化还原与有机物的光催化降解,并分析了生物质炭-钼基半导体复合材料与铀吸附-催化还原反应间的构效关系及作用机制。主要研究结果如下:(1)采用生物富集的方法,在真菌菌丝生长过程中引入钼源,利用菌丝细胞与元素相互作用,使钼元素被富集固定在菌丝细胞内外结构中,将其冷冻干燥后进行高温碳化,制备出具有高...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 铀富集分离研究进展
        1.2.1 吸附分离
        1.2.2 光催化还原分离
        1.2.3 离子交换分离
        1.2.4 电化学分离
        1.2.5 膜分离
        1.2.6 生物分离
        1.2.7 溶剂萃取分离
        1.2.8 絮凝沉降分离
    1.3 钼基半导体材料研究进展
        1.3.1 氧化钼复合材料
        1.3.2 硫化钼复合材料
    1.4 菌丝基复合材料研究进展
        1.4.1 菌丝复合材料
        1.4.2 菌丝炭复合材料
    1.5 存在的问题及发展趋势
    1.6 研究目的及意义
    1.7 研究内容
    1.8 拟解决的关键科学问题
    1.9 本课题的特色与创新之处
2 基于生物组装制备菌丝/氧化钼吸附-催化材料及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料来源
        2.2.2 FH和 FH/MoO_x吸附-催化复合材料的制备
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 吸附-催化还原实验
        2.2.5 TA和 U(VI)的吸附-催化还原动力学
    2.3 结果和讨论
        2.3.1 FH/MoO_x复合材料的形成过程
        2.3.2 FH和 FH/MoO_x吸附-催化复合材料表征
        2.3.3 单宁酸吸附-催化降解实验
        2.3.4 U(VI)光催化还原实验
    2.4 本章小结
3 基于生物富集制备菌丝/硫化钼吸附-催化材料及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料来源
        3.2.2 FH/MoS₂ 吸附-催化材料的制备
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 吸附-催化还原实验
        3.2.5 TA和 U(VI)的吸附-催化还原动力学
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 FH和 FH/MoS₂吸附-催化材料表征
        3.3.2 吸附-催化还原实验
        3.3.3 吸附-催化还原反应机理
    3.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3738563