磁性殼聚糖復合材料對UO22+的吸附性能及機理研究.pdf

1、核工業(yè)的發(fā)展給環(huán)境帶來了嚴重的鈾污染問題。吸附技術(shù)用于處理放射性污染具有簡單有效、成本低、二次污染小的優(yōu)點。磁性殼聚糖復合材料是一種新型材料，它對水溶液中多種有毒污染物良好的吸附性能。該材料吸附速度快、效率高；能有效去除多種污染物，而且它們很容易回收和再利用，是一種更為綠色環(huán)保的放射性核素吸附材料。但殼聚糖的水溶性不佳、化學穩(wěn)定性差、吸附性能有待提高，需要對它進行改性才能更好用于實際應用。
　　本文研究了二乙基三胺五乙酸功能化的磁

2、性殼聚糖納米顆粒（DTPA-MCS）的合成方法及其對鈾的吸附性能。FT-IR結(jié)果表明改性后DTPA-MCS胺基和羧基大幅增加。批量吸附實驗結(jié)果表明DTPA-MCS對UO22+的吸附與溶液的酸度有關(guān)，吸附動力學遵循準二級模型，吸附等溫線符合Langmuir模型，吸附后鈾分布均勻在DTPA-MCS表面。在298K和pH5.0下的最大吸附容量為157.1mg/g。吸附熱力學表明吸附反應是吸熱且自發(fā)的。離子強度結(jié)果表明鈾的吸附主要通過內(nèi)配位絡(luò)合

3、作用。吸附UO22+的DTPA-MCS可以很容易通過磁體從水溶液中快速分離并且在0.40M硫脲-0.20M HNO3作用下有效再生。
　　利用三聚磷酸鈉交聯(lián)，在水相體系中原位制備氨基化改性磁性殼聚糖樹脂（TETA-MCR）并研究了它對UO22+的吸附性能。批量吸附實驗結(jié)果表明在pH5.0，298K條件下最大吸附容量達166.6mg/g。吸附動力學符合準二級模型，為反應控制。吸附等溫線符合Langmuir模型，通過對比吸附前后的FT

4、-IR結(jié)果表明，TETA-MCS中的胺基是UO22+主要吸附位。TETA-MCR對UO22+吸附容量隨溫度升高而增加，吸附為吸熱自發(fā)過程。TETA-MCS對UO22+有較高的吸附容量，且易于磁分離，在0.1M HNO3-0.1M EDTA中脫附，脫附率達92.3%，是一種用于UO22+分離的新型吸附劑。
　　原位制備TPP交聯(lián)殼聚糖/納米Fe0復合膜（CS-Fe）用于處理含鈾的放射性廢水。膜比表面積為46.5m2/g，孔容為0.1

5、5cm3/g，F(xiàn)eNPs含量約為32％。CS-Fe膜對UO22+吸附動力學符合準二級模型，表明化學吸附為控速步驟。UO22+的吸附容量隨著pH的增加而逐漸增加，在pH5.0-5.5達到最大值208.8mg/g。TPP/CS質(zhì)量比0.1/1時CS-Fe膜吸附效果最佳。CS-Fe膜對UO22+的吸附等溫線符合Langmuir模型，通過含N/O基團（氨基、磷酸基和羥基）絡(luò)合和FeNPs的還原共同作用吸附UO22+。脫附實驗表明0.5M HNO