载铁活性炭的制备及其对水溶液中铀酰离子的去除研究

发布时间：2022-02-26 11:01

　　在铀矿开釆和提炼过程中产生大量的含铀废水,会改变铀矿周围环境的本底辐射而引发物种基因突变,对人类生存和社会发展造成潜在威胁,也会给人类身体健康和国家经济发展带来严重影响。铁单质因具备较高的反应活性而成为环境污染修复领域的一个研究热点,但是单质铁易团聚和易氧化的特性抑制了其应用。近年来,载铁活性炭被认为是可以缓解铁单质缺陷的有效方式之一。因此,寻求一种优良的方法制备高性能、低成本的载铁活性炭显得十分重要。本文提出了采用液相还原（Liquid Reduction method,LR）、碳热法（Carbonthermal Treatment method,CT）、初湿含浸法（Incipient Wetness method,IW）制备载铁活性炭（Fe loaded Active Carbon,Fe-AC）,并借助扫描电镜（Scanning Electron Microseope,SEM）、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、比表面&孔径分析（Specific Surface Area&Pore Size,SSA&PZ）、X射线光电子谱（X-ray... 

【文章来源】：东华理工大学江西省

【文章页数】：126 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题依据和研究背景
        1.1.1 核能发展的必然性
        1.1.2 含铀废水的来源与特点
    1.2 含铀废水处理的研究现状
        1.2.1 含铀废水的传统处理方法
        1.2.2 含铀废水处理的新方法
    1.3 载铁复合材料去除U（VI）的研究现状
        1.3.1 对纳米铁进行修饰的原因
        1.3.2 载铁复合材料制备方法的研究进展
        1.3.3 国内外研究现状
        1.3.4 发展趋势及存在的问题
    1.4 研究意义
    1.5 研究内容、技术路线及创新点
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
        1.5.3 创新点
2 实验方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂与材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 载铁活性炭样品的制备
        2.2.1 活性炭的预处理
        2.2.2 液相还原法制备载铁活性炭
        2.2.3 碳热法制备载铁活性炭
        2.2.4 初湿含浸法制备载铁活性炭
    2.3 载铁活性炭结构的表征方法
        2.3.1 扫描电镜分析
        2.3.2 X射线衍射分析
        2.3.3 比表面&孔径分析
        2.3.4 X-射线光电子谱分析
        2.3.5 红外光谱分析
    2.4 吸附实验方法
        2.4.1 铀标准溶液的配制
        2.4.2 铀标准曲线的绘制
    2.5 吸附实验
    2.6 实验数据分析
        2.6.1 去除率和吸附量的计算
        2.6.2 吸附动力学分析
        2.6.3 吸附等温线分析
        2.6.4 吸附热力学分析
    2.7 本章小结
3 Fe-AC-LR去除水溶液中的U(VI)
    3.1 前言
    3.2 Fe-AC-LR的吸附前后的表征
        3.2.1 扫描电镜分析
        3.2.2 X-射线衍射分析
        3.2.3 Fe-AC-LR吸附前后比表面参数分析
        3.2.4 Fe-AC-LR吸附前后X-射线光电子能谱分析
        3.2.5 Fe-AC-LR吸附前后FTIR图谱比较分析
    3.3 Fe-AC-LR吸附铀酰离子的影响因素
        3.3.1 活性炭粒径对U(VI)去除率的影响
        3.3.2 Fe-AC-LR投加量对U(VI)去除率的影响
        3.3.3 反应时间对U(VI)去除率的影响
        3.3.4 FeSO4?7H2O/AC质量比对U(VI)去除率的影响
        3.3.5 溶液初始U(VI)浓度的影响
        3.3.6 温度对U(VI)去除率的影响
        3.3.7 pH对U(VI)去除率的影响
        3.3.8 腐殖酸对U(VI)去除率的影响
        3.3.9 离子强度对U(VI)去除率的影响
    3.4 吸附动力学
        3.4.1 Fe-AC-LR吸附U(VI)的动力学分析
        3.4.2 Fe-AC-LR去除U(VI)颗粒内扩散模型拟合
    3.5 吸附等温式
    3.6 Fe-AC-LR吸附U(VI)的机理分析
    3.7 本章小结
4 Fe-AC-CT去除水溶液中的U(VI)
    4.1 前言
    4.2 Fe-AC-CT的吸附前后的表征
        4.2.1 扫描电镜分析
        4.2.2 X射线衍射分析
        4.2.3 Fe-AC-CT吸附前后比表面参数分析
        4.2.4 X-射线光电子能谱分析
        4.2.5 FTIR图谱比较分析
    4.3 Fe-AC-CT吸附铀酰离子的影响因素
        4.3.1 活性炭粒径对U(VI)去除率的影响
        4.3.2 Fe-AC-CT投加量对U(VI)去除率的影响
        4.3.3 反应时间对U(VI)去除率的影响
        4.3.4 FeSO4?7H2O/AC质量比对U(VI)去除率的影响
        4.3.5 U(VI)溶液初始浓度的影响
        4.3.6 温度对U(VI)去除率的影响
        4.3.7 pH对U(VI)去除率的影响
        4.3.8 腐殖酸对U(VI)去除率的影响
        4.3.9 离子强度对U(VI)去除率的影响
    4.4 吸附动力学
    4.5 吸附等温式
    4.6 吸附热力学
    4.7 Fe-AC-CT吸附U(VI)的机理分析
    4.8 本章小结
5 Fe-AC-IW去除水溶液中的U(VI)
    5.1 前言
    5.2 Fe-AC-IW的吸附前后的表征
        5.2.1 扫描电镜分析
        5.2.2 X射线衍射分析
        5.2.3 Fe-AC-CT吸附前后比表面参数分析
        5.2.4 X-射线光电子能谱分析
        5.2.5 FTIR图谱比较分析
    5.3 Fe-AC-IW吸附铀酰离子的影响因素
        5.3.1 活性炭粒径对U(VI)去除率的影响
        5.3.2 Fe-AC-IW投加量对U(VI)去除率的影响
        5.3.3 反应时间对U(VI)去除率的影响
        5.3.4 FeSO4?7H2O/AC质量比对U(VI)去除率的影响
        5.3.5 溶液初始U(VI)浓度的影响
        5.3.6 温度对U(VI)去除率的影响
        5.3.7 pH对U(VI)去除率的影响
        5.3.8 腐殖酸对U(VI)去除率的影响
        5.3.9 离子强度对U(VI)去除率的影响
    5.4 吸附动力学
    5.5 吸附等温式
    5.6 吸附热力学
    5.7 Fe-AC-IW吸附U(VI)的机理分析
    5.8 本章小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献


【参考文献】：
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本文编号：3644493