碳基纳米复合材料的制备及其对铀离子吸附性能的研究
发布时间：2024-05-16 06:17
铀矿开采、核能发电、乏燃料处理等核工业的快速发展,对水体造成了放射性污染,对生态环境和人类健康构成潜在威胁。因此,安全有效地处理受铀污染是一项紧迫的任务。传统分离富集的铀方法如:化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、膜分离和吸附法等。其中,吸附法因材料来源丰富、成本价格低、吸附容量大,专一性高、操作方便等特点,已成为分离富集水溶液中铀的最具前景方法。在本论文工作中,成功的构筑了具有高分离效率、优异选择性、良好化学与辐照稳定性碳基纳米材料,并详细研究了对放射性铀吸附性能。1.以单壁碳纳米角(SWCNH)和三乙烯四胺(TETA)为初始原料,利用混酸酸化法制备亲水性羧基化单壁碳纳米角(SWCNH-COOH),再氨基化制备得到表面积大和丰富的纳米孔隙结构复合材料SWCNH-TETA。通过静态铀吸附实验结果表明:最佳的铀吸附pH值是6.0,对应的铀吸附量为205.6 mg/g。吸附行为符合准二级动力学方程,对铀(Ⅵ)的吸附受化学作用控制。可以用Langmuir等温吸附模型对其进行很好的描述,热力学研究表明吸附是自发的吸热过程。而且该材料对铀吸附具有很好的选择性和循环使用性能。2.采用原位聚合方法,成功的...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 铀概况
1.1.1 提铀研究的意义
1.1.2 铀的危害
1.1.3 常用处理方法
1.2 提铀吸附材料
1.3 无机吸附材料
1.3.1 粘土矿物
1.3.2 金属氧化物
1.3.3 层状双氢氧化物
1.3.4 介孔二氧化硅
1.4 聚合物
1.4.1 树脂
1.4.2 纤维素
1.4.3 壳聚糖
1.5 碳基吸附材料
1.5.1 活性炭
1.5.2 介孔碳
1.5.3 石墨烯
1.5.4 氧化石墨烯
1.5.5 碳纳米管
1.5.6 单壁碳纳米角
1.5.7 其他碳族材料
1.6 多孔骨架材料
1.7 用于分析U(Ⅵ)吸附机理的方法
1.7.1 光谱方法
1.7.2 计算方法
1.8 本文的研究意义和内容
第二章 氨基功能化单壁碳纳米角的制备及其吸附铀性能的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
2.2.2 溶液的配制
2.2.3 氨基功能化单壁碳纳米角的制备
2.2.4 吸附实验
2.3 结果及讨论
2.3.1 SWCNH-COOH和SWCNH-TETA的TEM表征
2.3.2 SWCNH-COOH和SWCNH-TETA的Raman表征
2.3.3 SWCNH-TETA吸附铀前后的XPS表征
2.3.4 pH对吸附量的影响
2.3.5 时间对吸附量的影响
2.3.6 吸附动力学
2.3.7 吸附等温线
2.3.8 吸附热力学研究
2.3.9 吸附剂的选择性
2.3.10 解吸和再利用
2.4 本章小结
第三章 聚酰胺酸功能化单壁碳纳米角的制备及其吸附铀性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与仪器
3.2.2 溶液的配制
3.2.3 聚酰胺酸功能化单壁碳纳米角的制备
3.2.4 吸附实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 SWCNH-COOH和PAA/SWCNH-NH2的TEM表征
3.3.2 SWCNH-COOH和PAA/SWCNH-NH2的XPS表征
3.3.3 pH对吸附量的影响
3.3.4 时间对吸附量的影响
3.3.5 吸附动力学
3.3.6 吸附等温线
3.3.7 热力学研究
3.3.8 吸附U(Ⅵ)的循环运行
3.3.9 吸附剂的选择性
3.3.10 吸附机理
3.4 本章小结
第四章 棒状氧化锌/化石墨烯(ZnO@GO)复合材料的制备及其吸附放射性铀性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 合成ZnO-GO
4.2.3 吸附操作
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 ZnO-GO的SEM表征
4.3.2 ZnO-GO吸附铀之后的EDS表征
4.3.3 ZnO-GO的XRD分析
4.3.4 吸附铀前后的XPS分析
4.3.5 溶液pH对ZnO-GO吸附U(Ⅵ)的影响
4.3.6 时间对吸附量的影响
4.3.7 吸附动力学
4.3.8 吸附等温线
4.4 吸附机理
4.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
本文编号：3974814
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 铀概况
1.1.1 提铀研究的意义
1.1.2 铀的危害
1.1.3 常用处理方法
1.2 提铀吸附材料
1.3 无机吸附材料
1.3.1 粘土矿物
1.3.2 金属氧化物
1.3.3 层状双氢氧化物
1.3.4 介孔二氧化硅
1.4 聚合物
1.4.1 树脂
1.4.2 纤维素
1.4.3 壳聚糖
1.5 碳基吸附材料
1.5.1 活性炭
1.5.2 介孔碳
1.5.3 石墨烯
1.5.4 氧化石墨烯
1.5.5 碳纳米管
1.5.6 单壁碳纳米角
1.5.7 其他碳族材料
1.6 多孔骨架材料
1.7 用于分析U(Ⅵ)吸附机理的方法
1.7.1 光谱方法
1.7.2 计算方法
1.8 本文的研究意义和内容
第二章 氨基功能化单壁碳纳米角的制备及其吸附铀性能的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
2.2.2 溶液的配制
2.2.3 氨基功能化单壁碳纳米角的制备
2.2.4 吸附实验
2.3 结果及讨论
2.3.1 SWCNH-COOH和SWCNH-TETA的TEM表征
2.3.2 SWCNH-COOH和SWCNH-TETA的Raman表征
2.3.3 SWCNH-TETA吸附铀前后的XPS表征
2.3.4 pH对吸附量的影响
2.3.5 时间对吸附量的影响
2.3.6 吸附动力学
2.3.7 吸附等温线
2.3.8 吸附热力学研究
2.3.9 吸附剂的选择性
2.3.10 解吸和再利用
2.4 本章小结
第三章 聚酰胺酸功能化单壁碳纳米角的制备及其吸附铀性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与仪器
3.2.2 溶液的配制
3.2.3 聚酰胺酸功能化单壁碳纳米角的制备
3.2.4 吸附实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 SWCNH-COOH和PAA/SWCNH-NH2的TEM表征
3.3.2 SWCNH-COOH和PAA/SWCNH-NH2的XPS表征
3.3.3 pH对吸附量的影响
3.3.4 时间对吸附量的影响
3.3.5 吸附动力学
3.3.6 吸附等温线
3.3.7 热力学研究
3.3.8 吸附U(Ⅵ)的循环运行
3.3.9 吸附剂的选择性
3.3.10 吸附机理
3.4 本章小结
第四章 棒状氧化锌/化石墨烯(ZnO@GO)复合材料的制备及其吸附放射性铀性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 合成ZnO-GO
4.2.3 吸附操作
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 ZnO-GO的SEM表征
4.3.2 ZnO-GO吸附铀之后的EDS表征
4.3.3 ZnO-GO的XRD分析
4.3.4 吸附铀前后的XPS分析
4.3.5 溶液pH对ZnO-GO吸附U(Ⅵ)的影响
4.3.6 时间对吸附量的影响
4.3.7 吸附动力学
4.3.8 吸附等温线
4.4 吸附机理
4.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
本文编号：3974814
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3974814.html
