改性环保活性炭对铀（Ⅵ）的吸附特性研究

发布时间：2020-06-30 20:03

【摘要】：随着核工业的大力发展,对铀的需求不断增大,开采铀矿所排放的含铀放射性废物、废水越来越多,危害也越来越大,为降低这些废物、废水的危害,国家规定需在经过一定的预处理且达到排放标准才能排放,因此寻找可靠、经济的除铀方法越来越被重视。近年来,为了响应国家环保的政策,许多农林剩余物(树皮、树根、秸秆等)已被更好的利用起来,通过加工制得成型燃料(薪棒、环保炭、颗粒、压块等)。本试验所用环保活性炭选取自农林剩余物加工所得环保炭。对环保活性炭进行化学改性可以改变其比表面积、空隙密度、孔径分布及表面活性点位上含氧官能团的种类和数量,从而提高环保活性炭的吸附效率和吸附量。本研究利用3种不同浓度(0.005mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L)的氧化剂(KMnO4、H_2O_2、HNO_3)对环保活性炭进行改性,并选择出最佳改性法。通过吸附试验得出用0.01mol/L KMnO4改性的环保活性炭除铀效果最佳。通过静态吸附试验考察不同因素对铀(VI)去除效果的影响,这些影响因素分别为吸附剂投加量、溶液PH值、吸附时间、初始溶液浓度及温度。对改性前后的环保活性炭进行BET、Boehm、扫描电镜、XRD与FT-IR/傅里叶变换红外光谱分析等表征测试。并进一步用动力学模型、热力学模型拟合吸附过程,通过拟合数据分析其吸附机理。去除试验结果表明:用0.01mol/L高锰酸钾可对环保活性炭进行有效改性,当投加量为0.3g/L,铀(VI)的质量浓度为10mg/L,溶液pH=6,吸附时间为120分钟时,改性环保活性炭的除铀(VI)效果最佳,去除率高达97.61%,吸附量为32.54mg/g。改性环保活性炭对铀(VI)的吸附过程符合拟二级动力学方程理论及Langmuir等温吸附模型。热力学分析表明此吸附为自发的放热反应。对改性前后环保活性炭进行SEM、XRD、FT-IR和表面含氧官能团测定并结合改性前后吸附效果对比,分析结果表明改性后由于含氧官能团的增加,吸附剂化学吸附能力增强,进而吸附剂除铀能力提高。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL941

【参考文献】