葵花籽殼對(duì)溶液中鈾酰離子的吸附性能研究.pdf

1、近年來(lái)核電事業(yè)快速發(fā)展，鈾礦的開(kāi)采和利用量也隨之增加。鈾礦的開(kāi)采和加工過(guò)程以及核設(shè)施的退役、核泄露事故等不可避免的會(huì)給環(huán)境造成放射性污染。由于放射性污染對(duì)人類(lèi)及環(huán)境的危害極大且難以治理，所以越來(lái)越受到人們的關(guān)注。2011年日本福島核電站爆炸事故，更加喚起了全世界各國(guó)對(duì)放射性污染問(wèn)題的極大關(guān)注。因此，尋找經(jīng)濟(jì)有效的治理方法對(duì)保護(hù)環(huán)境和人民的身體健康及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。
　　本文選取農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物葵花籽殼作為吸附劑，研究其對(duì)溶液中

2、鈾酰離子的吸附性能。通過(guò)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)分別研究了葵花籽殼改性、時(shí)間、溫度、pH、鈾酰離子初始質(zhì)量濃度、葵花籽殼用量等因素對(duì)吸附效果的影響，同時(shí)模擬實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)了柱實(shí)驗(yàn)，對(duì)其動(dòng)態(tài)吸附行為進(jìn)行研究，并分別用動(dòng)力學(xué)方程、熱力學(xué)方程、吸附等溫線等模型對(duì)吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析；最后通過(guò)比表面積分析、元素分析、掃描電鏡、能譜分析、紅外光譜分析等方法對(duì)改性前后和吸附鈾后的葵花籽殼進(jìn)行分析和表征，研究其吸附機(jī)理。
　　靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鹽酸改性對(duì)葵花籽殼的

3、吸附性能沒(méi)有太大影響，氫氧化鈉改性對(duì)鈾酰離子的吸附性能降低，去除率比改性前下降21.49%；吸附反應(yīng)的最佳 pH為5-6；溫度對(duì)葵花籽殼吸附鈾影響很小，實(shí)驗(yàn)可在室溫下進(jìn)行；葵花籽殼吸附鈾酰離子剛開(kāi)始進(jìn)行的很快，去除率在30 min時(shí)已經(jīng)超過(guò)70%，隨后趨于平緩并逐漸達(dá)到吸附平衡；葵花籽殼用量越大，去除率越高，吸附量越小；溶液中鈾酰離子的初始質(zhì)量濃度越大，去除率越低，吸附量越大；常溫下，選取鈾溶液初始質(zhì)量濃度為50 mg/L，調(diào)節(jié)溶液pH

4、為5.0，葵花籽殼用量為1 g/L時(shí)，飽和吸附量可達(dá)29.21 mg/g。
　　動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溶液流速、吸附劑用量即吸附柱高度、鈾酰離子初始質(zhì)量濃度對(duì)動(dòng)態(tài)吸附有很大影響。其它條件相同，增大流速，穿透點(diǎn)提前，穿透時(shí)間縮短，穿透體積減小，葵花籽殼對(duì)鈾的平衡吸附量和去除率均減?。晃絼┯昧吭黾?，吸附柱高度增大，穿透點(diǎn)延后，穿透時(shí)間延長(zhǎng)，穿透體積增大，葵花籽殼對(duì)鈾的平衡吸附量減小，去除率增大；增大溶液的鈾酰離子的初始質(zhì)量濃度，穿透點(diǎn)提

5、前，穿透時(shí)間縮短，穿透體積減小，葵花籽殼的平衡吸附量增大，去除率減小。當(dāng)流速150 mL/h，吸附劑用量1.0 g，柱高3 c m，鈾酰離子初始質(zhì)量濃度50 mg/L，pH為5.0時(shí)，葵花籽殼對(duì)鈾酰離子的動(dòng)態(tài)平衡吸附量為41.53 mg/g。
　　數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：葵花籽殼對(duì)溶液中鈾酰離子的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Freund lic h吸附等溫模型；焓變大于零，是吸熱過(guò)程；熵變大于零，是熵驅(qū)動(dòng)過(guò)程；自由能為負(fù)值，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)

6、行。
　　表征分析結(jié)果表明：葵花籽殼、鹽酸改性葵花籽殼、氫氧化鈉改性葵花籽殼的比表面積分別為0.8323 m2/g、0.9256 m2/g和0.4417 m2/g，氫氧化鈉改性葵花籽殼的比表面積最??；葵花籽殼表面粗糙多孔，孔結(jié)構(gòu)分布連續(xù)而又均勻，孔道規(guī)則類(lèi)似蜂窩狀，孔洞還分布在葵花籽殼的內(nèi)部并互相穿透，有利于吸附；鹽酸改性對(duì)葵花籽殼的表面形態(tài)影響不大，氫氧化鈉改性導(dǎo)致葵花籽殼表面變得平滑而緊密，表面積減?。豢ㄗ褮の解櫤?，因原來(lái)