焦磷鉬酸鋯-磷酸三丁酯提鈾材料的研制及吸附機(jī)理.pdf

1、鈾資源是核能發(fā)展的核心，海水、鹽湖水中富含大量的鈾資源，開展在水體中進(jìn)行鈾資源富集的研究勢(shì)在必行。
　　本文進(jìn)行了焦磷鉬酸鋯-磷酸三丁酯（zirconyl-molybdopyrophosphate-tributylphosphate,ZMPP-TBP）無機(jī)-有機(jī)吸附材料的合成，同時(shí)使用類似的方法合成了其它11種吸附材料，分別在低濃度純鈾溶液、高濃度純鈾溶液、鹽湖水、鈾礦坑水中對(duì)它們的吸附性能進(jìn)行了考察和比較。在純鈾溶液中，大多數(shù)吸

2、附劑都表現(xiàn)出了較好的吸附性能，而在共存離子情況復(fù)雜的鹽湖水中，僅有ZMPP-TBP表現(xiàn)出了較好的選擇吸附性和了較高的吸附容量。本文繼續(xù)考察了pH值、溫度、共存離子、鈾溶液濃度等對(duì)ZMPP-TBP材料吸附性能的影響。結(jié)果表明，ZMPP-TBP的吸附容量隨著鈾溶液濃度的升高而升高，最高可達(dá)190mg/g；在20-80℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，ZMPP-TBP對(duì)鈾的吸附容量有所降低；pH值在2-10范圍內(nèi)的變化以及濃度為鈾濃度10倍的共存離子

3、并未對(duì)ZMPP-TBP吸附性能造成影響。本文用吸附動(dòng)力學(xué)、吸附熱力學(xué)的觀點(diǎn)研究了其吸附機(jī)理，動(dòng)力學(xué)擬合結(jié)果表明，建立在速率控制步驟是電子共享或電子得失以及化學(xué)反應(yīng)控制的化學(xué)吸附基礎(chǔ)上的偽二階動(dòng)力學(xué)方程能更好的描述ZMPP-TBP的吸附過程；熱力學(xué)擬合結(jié)果表明，ZMPP-TBP吸附過程的?H為-47.529KJ/mol，?s為-143.856J/(mol?k)，說明吸附為一個(gè)放熱的過程，溫度增加將對(duì)吸附過程造成不利的影響。同時(shí)隨著溫度的增

4、加，吉布斯自由能函數(shù)由負(fù)值變?yōu)榱苏担Y(jié)合這一組熱力學(xué)可以看出，吸附過程為物理吸附與化學(xué)吸附共存。
　　采用SEM、TEM、XRF、XRD、BET等現(xiàn)代表征手段對(duì)吸附材料進(jìn)行了分析。從SEM、TEM圖分析上可以看出焦磷鉬酸鋯基體比表面積大、存在平坦、凹坑、棱、尖角等各類環(huán)境、具有花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，不同勢(shì)能的位置有利于吸附質(zhì)在吸附材料上的吸附，有機(jī)-無機(jī)復(fù)合后基體表面鍍了一層類似分子膜的有機(jī)物，使得吸附材料表面擁有更多利于吸附金屬鈾離子的