水體中的鈾常以UO22+的形式在水體、土壤中遷移,對(duì)動(dòng)、植物以及人體造成嚴(yán)重危害,研究經(jīng)濟(jì)高效的含鈾廢水的處理方法具有重要意義。吸附法具有操作簡(jiǎn)單、處理效果好、能回收利用等優(yōu)點(diǎn),在水處理中一直是研究的焦點(diǎn),近年來(lái)集中在尋找低成本吸附劑以代替廣泛應(yīng)用的活性炭。腐殖酸(Humic Acid, HA)存在著大量的官能團(tuán),這些官能團(tuán)能與UO22+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),從而去除水溶液中的鈾。凹凸棒(Attapulgite, ATP)是一種天然礦物原料,來(lái)源廣泛,價(jià)格低廉,具有較強(qiáng)的吸附能力。因此,本研究通過(guò)物理化學(xué)方法對(duì)腐殖酸、凹凸棒進(jìn)行改性,進(jìn)而探討了不溶性腐殖酸、腐殖酸修飾的凹凸棒對(duì)廢水中鈾的吸附影響因素及吸附機(jī)理。
采用不溶性腐殖酸(Insoluble Humic acid簡(jiǎn)稱IHA)作為吸附劑,去除含鈾廢水中的U(VI)。通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),考察了pH值、時(shí)間、U(VI)的初始濃度和溫度等對(duì)吸附的影響,分析了吸附過(guò)程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和等溫吸附規(guī)律,并用紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)分析了吸附機(jī)理。結(jié)果表明:IHA對(duì)U(VI)的吸附是自發(fā)的、放熱的吸附反應(yīng),符合Freundlich等溫吸附方程;吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)吸附速率方程;IHA吸附U(VI)后表面形態(tài)發(fā)生變化;綜合看來(lái),IHA吸附U(VI)的機(jī)理表現(xiàn)為離子交換。
采用腐殖酸(HA)修飾凹凸棒(ATP),制備得到腐殖酸/凹凸棒(HA/ATP),用于去除含鈾廢水中的U(VI)。紅外光譜(FTIR)和掃描電鏡(SEM)分析結(jié)果表明,凹凸棒改性后,吸附能力得到了提高,U(VI)被成功地吸附到了HA/ATP上。通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),考察了溶液pH值、初始濃度及接觸時(shí)間對(duì)吸附容量的影響,繼而得到最佳工藝條件。吸附過(guò)程均符合Langmuir、Freundlich和Temkin等溫吸附模型;吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)速率方,吸附速率由液膜擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散共同控制,高濃度時(shí)主要受顆粒內(nèi)擴(kuò)散控制。熱力學(xué)研究表明,HA/ATP對(duì)U(VI)的吸附是自發(fā)的、吸熱的吸附反應(yīng)。
關(guān)鍵詞:
不溶性腐殖酸 凹凸棒 鈾元素 動(dòng)力學(xué) 熱力學(xué) 吸附機(jī)理
作者:
蔣海燕
學(xué)位授予單位:
南華大學(xué)
授予學(xué)位:
碩士
學(xué)科專業(yè):
市政工程
導(dǎo)師姓名:
周書(shū)葵
學(xué)位年度:
2013
語(yǔ)種:
中文
分類號(hào):
X703.1
在線出版日期:
2015年07月30日
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