功能化钛酸盐纳米材料对水中铀酰离子去除效果研究
发布时间：2020-12-22 00:52
层状碱金属钛酸盐材料作为一种具有很强的离子交换性能的新型纳米材料,不仅在催化、离子交换、单电子晶体管等方面有着巨大的应用前景,而且作为一种污染物吸附材料,能够高效地去除溶液中的污染物。和其他的离子交换剂相比,钛酸盐纳米材料的制作过程更加环保,所消耗的电能和热能相对较低。本文主要研究不同方法合成不同结构的钛酸盐纳米材料对水溶液中的铀酰的去除行为,考察了钛酸盐纳米材料在吸附核素方面的影响因素以及其在实际应用中的潜质。选取Fe3O4和Si02颗粒作为模板,在模板表面通过原位溶胶凝胶法,再通过一步水热反应可合成核壳、蛋黄以及空心结构的功能化钛酸盐纳米材料,考察了在不同环境因素影响下不同结构的功能化钛酸盐颗粒对水中的放射性铀酰的吸附行为,并利用XRD、FTIR、Raman光谱、XPS、BET等表征手段探究了在不同体系下吸附铀酰前后材料的微观结构变化以及对铀酰的吸附机理。（1）低温水热法合成的钛酸盐纳米材料（TNWs）表现出团聚的线状结构,且在吸附前后形貌未发生较大改变。表征结构显示低温下TNWs依然具有完整的晶体结构,且根据动力学和等温线拟合结果显示,...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１２７１??１．２．１钛酸盐纳米材料的晶体结构??
迅速分散到水溶液中，并可通过沉淀或离心方法方便地分离。可以看出，ＴＮＷｓ是??均匀的一维结构，外径均匀，直径约为７．０?ｎｍ，线状结构两端都是开放的，这明显??提高丫污染物的吸附效率。在图２－ｌｄ中，Ｕ（ＶＩ）和钠离子普遍分布在ＴＮＷｓ的整个??区域，且相应的ＥＤＳ光谱和元素分布图表明Ｕ（ＶＩ）的强度比钠离子的强度高很多倍，??初步证明了?ＴＮＷｓ经过吸附批实验，表面存在铀酰离子。??帽Ｖ襲??＿＿．：：：種??图２－ｌ．（ａ）和（ｂ）：ＴＮＷｓ的ＳＥＭ图；（ｃ）ＴＮＷｓ的ＴＥＭ图（ｄ）ＳＥＭ元素分析图；（ｅ）Ｕ元??素和（ｆ）?Ｎａ元素分布图。??１３??
华北电力大学硕士学位论文??ＴＮＷｓ吸附Ｕ（ＶＩ）前１Ｔ；？的红外光谱如图２－２ａ所＞』、。９０８?ｃｉｒｆ１峰是由非桥联氧原??／－?（ＴｉＯ（ＯＮａ）２）的拉伸振动引起的，这种振动受到层间离子的强烈影响。１６３３?ｃｎＴ１??和１３４３?ｃｍ＿ｌ处的峰分别为Ｈ－０－Ｈ结合振动模式和Ｔｉ－ＯＨ弯曲振动，４６２?ｃｎＴ１处的??峰形成与Ｎａ２Ｔｉ３０７中Ｔｉ（）６八面体的晶格振动有关。３４３４?处的强宽带是水的０－Ｈ??特征振动和Ｔｉ－ＯＨ带的拉伸振动｜２７１。由于Ｕ０２２＋ｉｊ?Ｎａ?－ＯＮａ站闭中的钠离子存在离??子交换，在９００?ｃｍ＇１和１３４３?ｃｍ—１?（Ｕ（ＶＩ）吸附前）的峰值分别为９０８?ｃｍ—１和１３７８?ｃｍ—１??（Ｕ（ＶＩ）吸附后）。有趣的是，随着Ｕ（ＶＩ）浓度的增加，特征峰的强度逐渐增大。由于??Ｕ（ＶＩ）离子在ＴＮＷｓ上的吸附量较大，使半径较小的钠离子被更大半径的Ｕ（ＶＩ）离子??所取代［６７］。??图２－２ｂ表示ＴＮＷｓ吸附Ｕ（ＶＩ）先后的ＸＲＤ衍射图谱。图中９．４°，?２４．０°，２８．５°??和４８．１°分别对应了钛酸盐纳米线的（１００），?（２０１），（００３）和（０２０）晶面［６８］。随着Ｕ（ＶＩ）吸附??量的增加
【参考文献】：
期刊论文
[1]温和水热法合成钛酸盐纳米管及其对水中重金属离子的吸附研究[J]. 雷立,李学钊,晋银佳,王婷,晏友,刘文. 环境科学学报. 2016(05)
[2]钛酸盐纳米材料去除水中重金属离子的研究进展[J]. 陈丽茹,范功端,林茜,林茹晶,苏昭越. 工业用水与废水. 2015(04)
硕士论文
[1]胺基材料吸附脱附铀酰离子性能研究[D]. 迟洪影.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014
[2]功能化高分子材料用于铀酰离子的吸附和检测研究[D]. 王英杰.苏州大学 2013
本文编号：2930831
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１２７１??１．２．１钛酸盐纳米材料的晶体结构??
迅速分散到水溶液中，并可通过沉淀或离心方法方便地分离。可以看出，ＴＮＷｓ是??均匀的一维结构，外径均匀，直径约为７．０?ｎｍ，线状结构两端都是开放的，这明显??提高丫污染物的吸附效率。在图２－ｌｄ中，Ｕ（ＶＩ）和钠离子普遍分布在ＴＮＷｓ的整个??区域，且相应的ＥＤＳ光谱和元素分布图表明Ｕ（ＶＩ）的强度比钠离子的强度高很多倍，??初步证明了?ＴＮＷｓ经过吸附批实验，表面存在铀酰离子。??帽Ｖ襲??＿＿．：：：種??图２－ｌ．（ａ）和（ｂ）：ＴＮＷｓ的ＳＥＭ图；（ｃ）ＴＮＷｓ的ＴＥＭ图（ｄ）ＳＥＭ元素分析图；（ｅ）Ｕ元??素和（ｆ）?Ｎａ元素分布图。??１３??
华北电力大学硕士学位论文??ＴＮＷｓ吸附Ｕ（ＶＩ）前１Ｔ；？的红外光谱如图２－２ａ所＞』、。９０８?ｃｉｒｆ１峰是由非桥联氧原??／－?（ＴｉＯ（ＯＮａ）２）的拉伸振动引起的，这种振动受到层间离子的强烈影响。１６３３?ｃｎＴ１??和１３４３?ｃｍ＿ｌ处的峰分别为Ｈ－０－Ｈ结合振动模式和Ｔｉ－ＯＨ弯曲振动，４６２?ｃｎＴ１处的??峰形成与Ｎａ２Ｔｉ３０７中Ｔｉ（）６八面体的晶格振动有关。３４３４?处的强宽带是水的０－Ｈ??特征振动和Ｔｉ－ＯＨ带的拉伸振动｜２７１。由于Ｕ０２２＋ｉｊ?Ｎａ?－ＯＮａ站闭中的钠离子存在离??子交换，在９００?ｃｍ＇１和１３４３?ｃｍ—１?（Ｕ（ＶＩ）吸附前）的峰值分别为９０８?ｃｍ—１和１３７８?ｃｍ—１??（Ｕ（ＶＩ）吸附后）。有趣的是，随着Ｕ（ＶＩ）浓度的增加，特征峰的强度逐渐增大。由于??Ｕ（ＶＩ）离子在ＴＮＷｓ上的吸附量较大，使半径较小的钠离子被更大半径的Ｕ（ＶＩ）离子??所取代［６７］。??图２－２ｂ表示ＴＮＷｓ吸附Ｕ（ＶＩ）先后的ＸＲＤ衍射图谱。图中９．４°，?２４．０°，２８．５°??和４８．１°分别对应了钛酸盐纳米线的（１００），?（２０１），（００３）和（０２０）晶面［６８］。随着Ｕ（ＶＩ）吸附??量的增加
【参考文献】：
期刊论文
[1]温和水热法合成钛酸盐纳米管及其对水中重金属离子的吸附研究[J]. 雷立,李学钊,晋银佳,王婷,晏友,刘文. 环境科学学报. 2016(05)
[2]钛酸盐纳米材料去除水中重金属离子的研究进展[J]. 陈丽茹,范功端,林茜,林茹晶,苏昭越. 工业用水与废水. 2015(04)
硕士论文
[1]胺基材料吸附脱附铀酰离子性能研究[D]. 迟洪影.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014
[2]功能化高分子材料用于铀酰离子的吸附和检测研究[D]. 王英杰.苏州大学 2013
本文编号：2930831
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