納米Fe3O4負(fù)載銅綠假單胞菌吸附鈾U(Ⅵ)的特性與機(jī)理研究.pdf

1、本研究以銅綠假單胞菌為生物原料，以納米Fe3O4為載體，采用超聲波分散使得銅綠假單胞菌負(fù)載于納米Fe3O4上，合成一種化學(xué)-生物復(fù)合材料，簡稱NFPA，使得其積聚微生物吸附鈾的特點(diǎn)，又兼具化學(xué)材料的特性，在外加磁場作用下能快速磁分離。
　　通過靜態(tài)吸附試驗(yàn)，考察溶液 pH、吸附劑用量、溫度對納米 Fe3O4顆粒負(fù)載銅綠假單胞菌(NFPA)對U(VI)吸附效果的影響，以及共存陰、陽離子對吸附的干擾作用和NFPA的再生性與穩(wěn)定性，采用

2、SEM-EDS、FT-IR、XRD等檢測方法分析其吸附U(VI)的機(jī)理。結(jié)果表明：NFPA吸附U(VI)的最佳條件是pH值為6.0、吸附劑用量為0.07g、溫度為30℃，吸附率達(dá)91.99％；共存體系下金屬陽離子對吸附干擾影響為：Fe3+＞Al3+＞Cu2+＞Ca2+＞K+＞Na+，陰離子干擾影響為：CO32-＞HCO3-＞SO42-；1mol/L NaHCO3對其解吸效果最佳(解析率達(dá)84.35%)，解吸后納米Fe3O4顆粒與銅綠假單

3、胞菌不發(fā)生分離，穩(wěn)定性較好；吸附U(VI)后，吸附劑表面形態(tài)發(fā)生改變，表面上分布的空隙與凹槽明顯減少，材料表面出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象；吸附機(jī)理主要為表面絡(luò)合吸附機(jī)理， U(VI)主要與NFPA表面的-COOH、-OH、-NH2、PO43-等基團(tuán)螯合，形成表面配合物；吸附U(VI)后部分晶型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為不完善晶型結(jié)構(gòu)，有極少部分結(jié)晶物生成。
　　吸附鈾的動力學(xué)與熱力學(xué)過程試驗(yàn)研究表明，該材料對U(VI)的吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，R2＞0.

4、9995；擴(kuò)散模型擬合結(jié)果表明膜擴(kuò)散和粒子內(nèi)部擴(kuò)散是吸附的控制步驟，同時 Bangham模型擬合結(jié)果驗(yàn)證了粒子內(nèi)部擴(kuò)散不是唯一的速率控制步驟，液相邊界層和粒子外部傳質(zhì)過程對吸附的影響不能忽略；反應(yīng)的表觀活化能為15.705 kJ/mol。熱力學(xué)試驗(yàn)表明，該材料對U(VI)的吸附服從 Langmuir、Freundlich等溫模型，吸附是一個單層覆蓋與多層吸附相結(jié)合的過程；在298 K、303 K、308 K下Langmuir模型擬合最大