束状羟基磷灰石及其磁性复合材料对铀的吸附及作用机理研究

发布时间：2023-03-29 23:30

　　随着核工业的迅猛发展,越来越多的核工业为人类生活提供了便利,但核事故的发生会给人类带来不可承受的后果,因此开发一种对铀酰离子具有超快吸附速率、强大的吸附能力和便于回收的应急材料迫在眉睫。羟基磷灰石因为其不会对环境造成二次污染,形貌可控,结构利于吸附而得到人们的关注。本文利用硝酸钙、磷酸氢二铵、柠檬酸、氯化钴、六水合氯化亚铁、乙二醇、乙醇和氨水等原料通过化学沉淀及水热合成的方法成功地制备出了束状羟基磷灰石(B-HAP)及其磁性复合材料,并将它们对铀酰离子的吸附行为分别作出了探究,通过对批实验及表征手段等数据进行分析可以得出:因为具有吸附效率快,吸附容量大,部分常见阴阳离子对吸附基本无影响等特点,B-HAP具有很大的潜力作为应急处理材料来处理核事故中产生的含铀放射性废水;基于吸附效率快,吸附容量大,便于回收的优点,B-HAP@CoFe₂O₄有望成为处理核事故中产生的含铀放射性废水的可回收应急材料。主要从以下两方面进行研究:(1)我们通过易于操作和绿色的方法成功地制备出了由许多纳米棒组成的束状羟基磷灰石微粒(B-HAP)。该B-HAP微粒被用来处理...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 含铀放射性废水的危害
    1.2 含铀放射性废水的处理进展
    1.3 羟基磷灰石
        1.3.1 羟基磷灰石简介
        1.3.2 羟基磷灰石的合成方法
    1.4 羟基磷灰石及处理含铀废水的进展
    1.5 磁性羟基磷灰石在处理重金属领域的应用
    1.6 本研究的目的及意义
    1.7 研究内容
        1.7.1 具体内容
        1.7.2 技术路线
        1.7.3 独创及新颖性
第二章 材料与分析表征方法
    2.1 主要试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料的表征与铀离子浓度的测定
        2.2.1 X射线粉末衍射分析仪(XRD)
        2.2.2 场发射扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.4 多站全自动比表面积及孔径测试系统(BET和 BJH)
        2.2.5 红外光谱仪(FTIR)
        2.2.6 X射线光电光谱仪(XPS)
第三章 束状羟基磷灰石的制备及吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 B-HAP微粒的合成
        3.2.2 吸附性能研究
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 B-HAP的表征分析
        3.3.2 B-HAP的吸附性能研究
            3.3.2.1 pH对吸附的影响
            3.3.2.2 吸附剂投加量对吸附的影响
            3.3.2.3 吸附时间对吸附的影响
        3.3.3 吸附等温线
        3.3.4 吸附动力学
        3.3.5 热力学研究
        3.3.6 对水环境中的U(Ⅵ)进行处理
        3.3.7 吸附机理
        3.3.8 成本与效益评估
    3.4 本章小结
第四章 束状羟基磷灰石@CoFe₂O₄的制备及其对铀吸附的探究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 羟基磷灰石的制备
        4.2.2 羟基磷灰石与铁酸钴复合材料的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 复合材料的表征
        4.3.2 复合材料对铀酰离子的去除
            4.3.2.1 pH对 B-HAP@CoFe₂O₄ 与铀酰离子作用过程的影响
            4.3.2.2 吸附剂投加量对吸附的影响
            4.3.2.3 吸附时间对吸附的影响
        4.3.3 吸附等温线和吸附动力学
        4.3.4 吸附机理的探究
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
硕士期间发表论文
致谢



本文编号：3774717