羟基磷灰石及其复合物的制备及吸附铀的性能与机理研究
发布时间：2022-10-30 14:29
铀矿资源的开采与冶炼、核设施的运行与核事故的发生、伴生放射性核素资源的利用以及核科学实验都产生含放射性核素污染的废水。铀的危害兼具放射性毒性和作为重金属的化学毒性两个方面。目前我国是世界核电发展最快的国家,也是稀土开发大国,铀矿和稀土矿产生的含放射性核素废水量与日剧增。因此,不管是从能源的绿色可持续发展考虑,抑或是从人类健康和环境保护的角度出发,将环境中的铀进行快速去除是人类面临的一个迫在眉睫的问题。本论文以含铀放射性核素废水为研究对象,通过合成仿生羟基磷灰石、复合羟基磷灰石和氧化石墨烯来制备新型环境功能材料。两种吸附剂的合成均通过简便的一步水热法合成得到,仿生羟基磷灰石以生物大分子聚天冬氨酸为模板,合成得到的羟基磷灰石具有伴有纳米棒的分级中空微球特殊形貌;GO/HAP复合物通过无模板一步水热法合成,大量的HAP颗粒均匀地生长在GO纳米片的表面上。通过优化合成工艺条件,进一步提高材料的吸附容量与吸附速率以及环境相容性。仿生羟基磷灰石微球的吸附容量为199 mg/g,去除率高达99.5%（浓度为40 mg/L的铀溶液50 mL,投加量为0.01 g）;GO/HAP复合物的吸附容量为373...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 含铀废水来源与危害
1.2 含铀废水处理现状
1.3 吸附剂研究进展
1.3.1 碳基材料
1.3.2 二维过渡金属碳化物/氮化物(MXene)
1.3.3 金属-有机骨架(MOFs)
1.3.4 其它吸附材料
1.4 羟基磷灰石
1.4.1 羟基磷灰石的制备
1.4.2 羟基磷灰石的环境应用
1.4.2.1 重金属治理
1.4.2.2 放射性核素治理
1.4.2.3 仿生制备羟基磷灰石
1.5 氧化石墨烯
1.5.1 来源与性质
1.5.2 环境治理中的应用
1.6 本课题的研究意义与内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 研究技术路线
第二章 试剂与设备
2.1 主要试剂与仪器
2.1.1 实验所用主要试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 物相表征
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 Zeta电位仪
2.2.7 X射线光电光谱仪(XPS)
第三章 羟基磷灰石的仿生制备及铀(Ⅵ)吸附性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 羟基磷灰石的仿生制备
3.2.2 吸附实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品表征
3.3.2 pH对羟基磷灰石空心微球吸附铀(Ⅵ)的影响
3.3.3 接触时间对羟基磷灰石空心微球吸附铀(Ⅵ)的影响
3.3.4 吸附等温线研究
3.3.5 吸附动力学研究
3.3.6 吸附机理探究
3.4 本章小结
第四章 GO/HAP复合物的制备及铀(Ⅵ)吸附性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 GO/HAP复合材料的制备
4.2.2 吸附实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品表征
4.3.2 pH和接触时间的影响
4.3.3 吸附动力学
4.3.4 吸附等温线
4.3.5 温度的影响和吸附热力学研究
4.3.6 吸附机理探究
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
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]One-pot synthesis of arginine modified hydroxyapatite carbon microsphere composites for efficient removal of U（Ⅵ） from aqueous solutions[J]. Dongxu Yang,Xiangxue Wang,Gang Song,Guixia Zhao,Zhe Chen,Shujun Yu,Pengcheng Gu,Hongqing Wang,Xiangke Wang. Science Bulletin. 2017(23)
[2]羟基磷灰石在环境治理中的应用进展[J]. 夏祥华,屈啸声,李刚,钟桃珍. 湖南生态科学学报. 2016(03)
[3]Nanomaterials and bone regeneration[J]. Tao Gong,Jing Xie,Jinfeng Liao,Tao Zhang,Shiyu Lin,Yunfeng Lin. Bone Research. 2015(03)
[4]环境矿物材料吸附重金属的有机改性研究[J]. 聂果,王永杰,李军. 环境科技. 2015(02)
[5]磷灰石对溶液中铀的去除行为研究[J]. 陈迪云,张晓峰. 广州大学学报(自然科学版). 2014(04)
[6]任重道远——我国核电站放射性废物处理和处置综述[J]. 许玲. 国防科技工业. 2011(05)
硕士论文
[1]左旋多巴胺对羟基磷灰石仿生合成及性能影响的研究[D]. 李小花.广东工业大学 2014
本文编号：3699063
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 含铀废水来源与危害
1.2 含铀废水处理现状
1.3 吸附剂研究进展
1.3.1 碳基材料
1.3.2 二维过渡金属碳化物/氮化物(MXene)
1.3.3 金属-有机骨架(MOFs)
1.3.4 其它吸附材料
1.4 羟基磷灰石
1.4.1 羟基磷灰石的制备
1.4.2 羟基磷灰石的环境应用
1.4.2.1 重金属治理
1.4.2.2 放射性核素治理
1.4.2.3 仿生制备羟基磷灰石
1.5 氧化石墨烯
1.5.1 来源与性质
1.5.2 环境治理中的应用
1.6 本课题的研究意义与内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 研究技术路线
第二章 试剂与设备
2.1 主要试剂与仪器
2.1.1 实验所用主要试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 物相表征
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 Zeta电位仪
2.2.7 X射线光电光谱仪(XPS)
第三章 羟基磷灰石的仿生制备及铀(Ⅵ)吸附性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 羟基磷灰石的仿生制备
3.2.2 吸附实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品表征
3.3.2 pH对羟基磷灰石空心微球吸附铀(Ⅵ)的影响
3.3.3 接触时间对羟基磷灰石空心微球吸附铀(Ⅵ)的影响
3.3.4 吸附等温线研究
3.3.5 吸附动力学研究
3.3.6 吸附机理探究
3.4 本章小结
第四章 GO/HAP复合物的制备及铀(Ⅵ)吸附性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 GO/HAP复合材料的制备
4.2.2 吸附实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品表征
4.3.2 pH和接触时间的影响
4.3.3 吸附动力学
4.3.4 吸附等温线
4.3.5 温度的影响和吸附热力学研究
4.3.6 吸附机理探究
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
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]One-pot synthesis of arginine modified hydroxyapatite carbon microsphere composites for efficient removal of U（Ⅵ） from aqueous solutions[J]. Dongxu Yang,Xiangxue Wang,Gang Song,Guixia Zhao,Zhe Chen,Shujun Yu,Pengcheng Gu,Hongqing Wang,Xiangke Wang. Science Bulletin. 2017(23)
[2]羟基磷灰石在环境治理中的应用进展[J]. 夏祥华,屈啸声,李刚,钟桃珍. 湖南生态科学学报. 2016(03)
[3]Nanomaterials and bone regeneration[J]. Tao Gong,Jing Xie,Jinfeng Liao,Tao Zhang,Shiyu Lin,Yunfeng Lin. Bone Research. 2015(03)
[4]环境矿物材料吸附重金属的有机改性研究[J]. 聂果,王永杰,李军. 环境科技. 2015(02)
[5]磷灰石对溶液中铀的去除行为研究[J]. 陈迪云,张晓峰. 广州大学学报(自然科学版). 2014(04)
[6]任重道远——我国核电站放射性废物处理和处置综述[J]. 许玲. 国防科技工业. 2011(05)
硕士论文
[1]左旋多巴胺对羟基磷灰石仿生合成及性能影响的研究[D]. 李小花.广东工业大学 2014
本文编号：3699063
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3699063.html
