改性蒙脫土對鈾(Ⅵ)的吸附研究.pdf

1、快速高效分離廢水中鈾對人類生存環(huán)境與資源回收利用都具有重要意義，開發(fā)適用于地下水體中鈾分離新材料是解決這一問題的關(guān)鍵。本文以分離鈾-碳酸/鈣-鈾碳酸絡(luò)合物為目標，以蒙脫土（MT）為基質(zhì)，設(shè)計與制備了羥基鋁柱撐蒙脫土（OH-Al-MT）和有機蒙脫土（CTAB-MT），在此基礎(chǔ)上采用硼氫化鈉液相還原法制備納米零價鐵柱撐有機蒙脫土（nZVI-CTAB-MT）材料。研究了三種新型分離材料吸附鈾酰的動力學(xué)、熱力學(xué)、等溫線，討論了吸附機理。

2、　　以羥基鋁為柱化劑，制備了OH-Al-MT吸附材料。FT-IR的結(jié)果表明，OH-Al插層進入MT層間，增強了MT的疏水性。SEM的結(jié)果表明，OH-Al插層進入MT層間，增加了MT表面的粗糙度。XRD的結(jié)果表明，OH-Al使MT的層間距由1.491nm增大到1.522nm。在中性水溶液中，總碳酸鹽類物質(zhì)和可溶性鈣的增加會減弱OH-Al-MT對鈾(VI)的吸附性能，腐殖酸的存在會抑制吸附劑對鈾(VI)的吸附。OH-Al-MT吸附鈾(VI)

3、的過程均較符合準二級動力學(xué)，受化學(xué)作用控制的；OH-Al-MT對鈾(VI)的吸附過程較符合Freundlich吸附等溫模型，為表面非均勻吸附。OH-Al-MT和Na-MT對鈾(VI)的吸附是自發(fā)過程。
　　以CTAB為柱化劑，制備了CTAB-MT吸附材料，F(xiàn)T-IR、SEM、XRD的結(jié)果表明，MT層間引入CTAB后，MT層間距由1.491nm增大到1.905nm，提高了MT的分散性能。在中性水溶液中，總碳酸鹽類物質(zhì)、可溶性鈣和腐殖

4、酸抑制了CTAB-MT對鈾(VI)的吸附性能。CTAB-MT吸附鈾(VI)的過程較符合受化學(xué)作用控制的準二級動力學(xué)。Langmuir和Freundlich吸附等溫模型均能較好的描述CTAB-MT對鈾(VI)的吸附過程吸附含有單層吸附和表面非均勻吸附。CTAB-MT對鈾(VI)的吸附是自發(fā)過程，CTAB-MT優(yōu)于OH-Al-MT。
　　以CTAB-MT為支撐材料，采用硼氫化鈉液相還原法制備出nZVI-CTAB-MT。FT-IR的結(jié)果

5、表明，nZVI成功插層進入CTAB-MT中；SEM的結(jié)果表明，nZVI呈球形分散在CTAB-MT上；XRD的結(jié)果表明，nZVI柱撐進CTAB-MT。中性水溶液中，總碳酸鹽類物質(zhì)、可溶性鈣和腐殖酸會減弱nZVI和nZVI-CTAB-MT對鈾(VI)的吸附性能。nZVI和nZVI-CTAB-MT吸附鈾(VI)的過程均較符合準二級動力學(xué)，受化學(xué)作用控制的。Langmuir和Freundlich吸附等溫均能較好的描述nZVI-CTAB-MT對鈾

6、(VI)的吸附過程，nZVI-CTAB-MT對鈾(VI)的吸附含有單層吸附和表面非均勻吸附。nZVI-CTAB-MT對鈾(VI)的吸附是自發(fā)過程。
　　在鈾初始濃度為50mg·L-1、離子強度為0.01mol·L-1 NaClO4、總碳酸濃度為4.0mmol·L-1、鈣離子濃度為1.0mmol·L-1、pH=7、T=298.15K時OH-Al-MT、CTAB-MT、nZVI和nZVI-CTAB-MT對鈾(VI)的最大吸附容量分別約