三维石墨烯基宏观体对放射性元素分离和富集的研究

发布时间：2017-12-26 08:42

本文关键词：三维石墨烯基宏观体对放射性元素分离和富集的研究　出处：《东华理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：国内能源供给主要依靠高污染高排放的火力发电,近年来在全世界范围内都提倡的可持续发展,既要满足当代人的需求又不损害后代人满足其需求,故优化国内能源供给的结构迫在眉睫。核能作为清洁能源是应对能源危机的的不二选择,而中国目前拥有全球最大的民用核能发展计划,大力发展核电带来的环境问题也逐渐受到公众的关注。核能开发利用的诸多方面都涉及到放射性废水,妥善处理废液对核能的健康发展意义重大。本文中,壳聚糖和聚乙烯亚胺作为凝胶因子分别与氧化石墨烯复合,制成石墨烯基宏观结构,用于处理放射性废水。系统研究了溶液pH值、时间、初始浓度、离子强度等因素对吸附的影响。并基于FT-IR、EXAFS、XPS技术对吸附机理做了详细解释。主要结果如下:(1)成功制备氧化石墨烯-壳聚糖复合凝胶,用于分离富集U(VI)、Eu(III)和Th(IV)。通过SEM、PXRD、FT-IR等表征手段证实氧化石墨烯和壳聚糖成功复合,机械性能良好。吸附结果表明材料对于U(VI)、Eu(III)和Th(IV)在适宜条件下饱和吸附容量分别为384、220、136 mg/g。机理研究表明是-COO-,-OH和-NH2官能团以内配位络合形式结合金属离子。该材料对镧系和锕系元素具有一定的选择性,海水提铀实验结果表明提取效率很高,具有很好的应用前景。(2)成功制备氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合凝胶,用于分离富集U(VI)和Re(VII)。通过SEM、PXRD、FT-IR等表征手段证实氧化石墨烯和聚乙烯亚胺成功复合,机械性能良好。吸附结果表明材料对于U(VI)和Re(VII)在适宜条件下饱和吸附容量分别为629和458 mg/g。机理研究表明在酸性条件吸附U(VI)下是-NH2,-OH和-COO-内配位络合模式主导,在碱性条件是铀的水解沉淀主导;吸附Re(VII)是阴离子交换机理主导。该材料对于铀具有一定的选择性,海水提铀实验结果表明提铀效率很高,对环境污染治理和核能的可持续发展有意义。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ424;X771

【参考文献】