载铁生物炭的制备及其在含铀矿井水处理中的应用

研究了用杨木炭制备载铁生物炭(FeBC)并用于从含铀矿井水中吸附铀,通过静态试验考察了溶液pH、初始铀质量浓度、反应时间、固液质量体积比、反应温度对FeBC吸附去除铀的影响;模拟某含铀矿井水化学组成,通过动态试验考察了FeBC对铀的吸附量及吸附性能。结果表明:在初始铀质量浓度20 mg/L、固液质量体积比0.1 g/100 mL、反应时间60 min、反应温度25℃条件下,FeBC对铀的吸附效果较好;在吸附原液铀质量浓度2 mg/L、流量5 mL/min条件下,用50 g FeBC吸附铀,铀吸附量为6.8 mg/g,饱和吸附量为7.2 mg/g,吸附性能良好。     

CTAB改性铁柱撑膨润土的制备及其对废水中低浓度铀(Ⅵ)的吸附性能研究

研究了用CTAB改性铁柱撑膨润土制备CTAB-Fe-BNT吸附材料，并用于吸附废水中低浓度铀。采用SEM、XRD、BET、FT-IR表征了CTAB-Fe-BNT形貌、物相、比表面积及官能团，考察了溶液pH、温度、CTAB-Fe-BNT用量和吸附时间对吸附铀的影响，探讨了吸附动力学、热力学及吸附机制。结果表明：针对质量浓度10 mg/L、体积50 mL的含铀废水，在溶液pH=7、CTAB-Fe-BNT用量1 g/L、反应时间60 min、温度25℃、振荡速度165 r/min最佳条件下，铀平均吸附率达94.2%,最大吸附量为710.1 mg/g; CTAB-Fe-BNT循环使用5次后，铀吸附率仍保持在92%左右；吸附过程以化学吸附为主。CTAB-Fe-BNT有望用于从废水中去除铀。     

树脂吸附法去除尾矿浆中氰化物的研究

研究了用离子交换树脂从提金尾矿浆中吸附氰化物。考察了吸附时间、树脂用量、矿浆浓度对氰化物吸附效果的影响。结果表明：离子交换树脂饱和吸附容量约为21．41mg／mL湿树脂;尾矿浆中氰化物质量浓度为255．1mg／L时,尾矿浆与树脂的体积比为40：1,吸附时间10min,氰化物的去除率可达到80％以上,处理后尾矿浆中氰化物质量浓度低于50mg／L。     

用于吸附腐殖酸的含丙烯酸骨架树脂的合成

合成了一种含有氢键供体的吸附腐殖酸的树脂,借助红外光谱和偏光显微镜对树脂结构进行表征,采用碱性含铀溶液对树脂吸附腐殖酸的性能进行测试。结果表明:含有氢键供体的树脂在含腐殖酸的碱性溶液中不吸附铀;该树脂能与水溶液中的腐殖酸通过氢键相结合实现对腐殖酸的吸附分离;在腐殖酸质量浓度200mg/L、铀质量浓度1.2g/L的溶液中,该树脂对腐殖酸的吸附容量为101.0mg/g干树脂;负载树脂用80g/L NaOH+3g/L H_2O_2溶液解吸,腐殖酸解吸率达99%。     

吸附铀的丙烯腈骨架螯合树脂的研制

合成了以丙烯腈(AN)-二乙烯基苯(DVB)-甲基丙烯酸(MA)为骨架、含有偕胺肟基团的大孔螯合树脂,研究了DVB、MA、致孔剂用量及胺肟化反应条件对树脂阴离子交换性能的影响,考察了溶液pH、吸附时间、铀初始质量浓度对丙烯腈骨架螯合树脂吸附容量的影响。结果表明:以甲苯为致孔剂,在交联度为10%,甲基丙烯酸用量为10%条件下,合成树脂的阴离子交换容量为4.3mmol/g干树脂;在25℃、pH=5、吸附2h、溶液中碳酸钠质量浓度为50g/L、铀质量浓度为300mg/L条件下,吸附接近饱和,吸附容量为20.0mg/g干树脂。     

8-羟基喹啉改性壳聚糖吸附剂的制备及其吸附铀的性能

通过多步反应制备8-羟基喹啉改性壳聚糖吸附剂(CATT-8-HQ),利用红外光谱仪、热重分析仪分别表征其结构和考察其吸附与解吸铀的性能。结果表明:在pH为4~7范围内,CATT-8-HQ对铀的吸附容量较高;对于铀初始质量浓度为500 mg/L溶液,CATT-8-HQ对铀的吸附容量达123 mg/g(干);以20g/L Na2CO3+60g/L NaHCO3作解吸剂可以将铀解吸下来,解吸率超过90%。对于实际含铀吸附尾液,用CATT-8-HQ一次摇床振荡吸附,铀质量浓度可降至0.05mg/L以下,达到国家废水排放标准。     

聚丙烯酸螯合树脂的制备及其吸附碱性溶液中铀的性能

研究了以聚丙烯酸共聚物为载体,通过接枝四乙烯五胺,再进行季铵化反应制备带有强碱基团的螯合树脂,并考察其从有高浓度碳酸根/碳酸氢根存在的铀矿石碱性浸出液中吸附铀的特性。结果表明:所制备的聚丙烯酸螯合树脂对铀有较好的吸附性能;针对铀矿石碱性浸出液,在铀、碳酸根、碳酸氢根质量浓度分别为0.8、36、14 g/L条件下,该树脂对铀的饱和吸附容量为126.6 mg/g。     

LSU-1离子交换树脂对U（Ⅵ）的吸附性能研究

采用LSU-1离子交换树脂从CO_2+O_2地浸液中吸附U(Ⅵ)。在中性条件下,LSU-1树脂能够有效吸附U(Ⅵ);当pH=7,U(Ⅵ)初始浓度为300mg/L时,树脂吸附容量为141.42mg/mL。吸附过程符合Langmuir吸附等温模型(R~2=0.998)和准二级动力学模型(R~2=0.991)。动态试验表明,树脂吸附容量为140.52mg/mL,与静态吸附试验相吻合;采用0.5mol/L NaCl和0.5mol/L Na_2CO_3的混合溶液淋洗,能成功将铀洗脱,适用于CO_2+O_2采铀工艺。     

从某铀矿石中性浸出液中回收U_3O_8

研究了从某铀矿石中性浸出液中回收U_3O_8,采用离子交换树脂吸附—氯化铵+碳酸氢铵淋洗—淋洗液盐酸酸化去除碳酸根—氨水中和沉淀—焙烧工艺获得U_3O_8。结果表明:D263树脂对铀的吸附量为178 mg/g;用70 g/L NH_4Cl+13 g/L NH_4HCO_3溶液淋洗负载树脂,淋洗液铀质量浓度20 g/L;调淋洗液pH至3.0,再用氨水调终点pH为6.0,50℃下反应1.0 h,铀(ADU)沉淀率达99%;ADU在800℃下焙烧4 h,得到铀质量分数大于80%的U_3O_8。     

氨基功能化磁性氧化石墨烯吸附亚甲基蓝的性能探讨

以改进的hummers法制备的氧化石墨烯为载体,采用共沉淀法制备出磁性氧化石墨烯,再以乙二胺修饰,制备出氨基功能化磁性氧化石墨烯(EDA-MGO)。通过傅里叶红外变换光谱(FI-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料的官能团、表面形貌和结构组成进行表征,分析EDA-MGO的磁分离和回收性能,并探讨EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,立方相纳米级磁性Fe₃O₄均匀负载于氧化石墨烯表面,氨基功能化成功,且EDA-MGO具有很好的磁分离和回收性能。室温下,当亚甲基蓝初始质量浓度为100mg/L、体积为100mL、吸附剂质量为0.07g、pH值为7、吸附时间为150min时,EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附率和吸附量分别为97.56%和139.37mg/g,其吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附剂循环使用6次后,吸附量为108.33mg/g,表明EDA-MGO具有很好的再生循环使用能力。     

载铁花生壳炭的碳热还原法制备及其对铀的吸附性能

研究了采用碳热还原法制备载铁花生壳生物炭Fe_Cl-PSBT,确定了最优合成条件，并用于吸附废水中的铀。通过XRD、XPS、SEM、BET&BJH等表征了不同热解温度下Fe_Cl-PSBT表面形态、比表面积、铁的存在形式。考察了各因素对Fe_Cl-PSBT去除废水中U(Ⅵ)的影响，分析了吸附动力学和吸附等温线。结果表明：在热解温度为900℃、溶液初始pH=5、初始铀质量浓度20 mg/L、Fe_Cl-PSBT投加量0.7 g/L、反应温度25℃条件下，U(Ⅵ)去除率达96.85%;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型；Fe_Cl-PSB900中的Fe⁰和花生壳炭(PSB)对废水中U(Ⅵ)的去除有一定协同作用。     

不同形貌γ-AlOOH的制备及其对刚果红的吸附试验研究

研究了不同形貌(球状、中空球状及块状)γ-AlOO H的制备及球状 γ-AlOO H对废水中刚果红的吸附性能,借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附—脱附技术表征γ-AlOOH.结果表明:3种不同形貌的 γ-AlOO H均为正交晶相;球状 γ-AlOO H颗粒表面具有多层致密的薄片,比表面积较大,达272.72 m2/g;在废水初始pH为5～9、体积200 mL、刚果红质量浓度300 mg/L、球状 γ-AlOOH加入量0.5 g/L条件下,刚果红脱除率达96％,吸附量为576 mg/g;5次循环吸附后刚果红吸附量仍为573 mg/g左右.制备的球状γ-AlOO H是一种具有良好应用前景的染料废水治理吸附材料.     

用改性纳米零价铁去除废水中U(Ⅵ)的性能及机制

为了绿色高效处理含铀废水，研究了用液相还原法制备多硫化钙改性纳米零价铁(CPS@nZVI)材料并用于去除溶液中U(Ⅵ),考察了CPS@nZVI对溶液中U(Ⅵ)的去除效果。并通过SEM-EDS、XPS和XRD对材料的形貌和表面物质组成进行表征。结果表明：在溶液pH=3.5、U(Ⅵ)初始质量浓度10.0 mg/L、固液质量体积比0.5 g/1 L、反应温度25℃、反应时间120 min条件下，CPS@nZVI材料对溶液中U(Ⅵ)去除率为98.13%,去除量为19.53 mg/g; SEM-EDS、XPS、XRD表征结果表明，样品主要由Fe⁰、FeS组成；反应过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，该吸附过程受化学吸附控制，为单分子层吸附；还原过程符合伪一级还原动力学，溶液中的U(Ⅵ)以吸附和还原沉淀2种方式去除。     

磁性TBP萃淋树脂的制备及吸附铀的性能测试

采用悬浮聚合法制备磁性TBP萃淋树脂,考察了引发剂用量、搅拌速度、水油相体积比和磁粉用量对合成树脂的影响;借助红外光谱、偏光显微镜和振动样品磁强计表征树脂的化学结构、外观形态和磁性能;探讨了磁性TBP萃淋树脂对铀的吸附性能。结果表明:所制备的磁性TBP树脂对铀的吸附性能良好,铀质量浓度为2.0～12.0 mg/L时,吸附率大于95%;吸附到磁性TBP萃淋树脂上的铀可通过磁分离技术加以回收。     

用强酸性阳离子交换树脂从不锈钢酸洗废水中富集铬

研究了用强酸性阳离子交换树脂(001×7)吸附不锈钢酸洗废水中的铬,考察了树脂的饱和吸附容量、吸附时间对树脂吸附铬的影响,分析了等温吸附平衡及负载树脂的解吸再生。结果表明:298 K温度下,001×7树脂对废水中Cr3+的饱和吸附容量为60.34 mg/g;吸附90 min可达离子交换平衡;废水中铬质量浓度为700mg/L时,树脂的平衡吸附量为90 mg/g;根据吸附动力学,初步判定吸附过程为液膜控制;用质量浓度为9g/L的硫酸钠溶液可以从负载树脂上解吸铬,铬解吸率达99%以上,解吸后的树脂可重复使用。     

基于载铀树脂饱和再吸附—淋洗一体化工艺的U型塔设计研究

针对部分酸法地浸铀矿工艺在浸出中后期存在的浸出液铀浓度偏低、HSO^-₄离子竞争吸附、吸附饱和树脂容量低、固定床淋洗合格液铀浓度低等问题，设计了一种离子交换设备U型塔，研究了采用饱和再吸附与淋洗一体化工艺处理载铀树脂，考察了处理后淋洗液中铀浓度的变化。结果表明：经U型塔一体化工艺处理后，淋洗合格液中铀质量浓度升至43～50 g/L;U型塔运行稳定，树脂运移顺畅，塔内铀浓度梯度分布合理。该设备适用于地浸采铀浸出液处理过程，有一定的推广应用价值。     

从高浓度硫酸体系中提取铀的螯合树脂的研制

借助化学改性手段合成以聚苯乙烯为骨架的氨基磷酸酯(SAPP)螯合树脂,利用红外光谱、比表面积仪等对树脂结构进行表征,考察了SAPP树脂的耐酸性、对铀的吸附与解吸性能。结果表明:溶液酸度接近100g/L(以硫酸计)时,SAPP树脂对铀的吸附容量可保持在110 mg/g(干)以上;在实际的铀矿石浸出液中,SAPP树脂对铀的吸附容量达60mg/g(干);用2mol/L硫酸溶液对负载铀的SAPP树脂进行静态淋洗,铀解吸率可达100%。     

用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水试验研究

研究了用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水,考察了废水pH、改性膨润土用量、溶液初始铀(Ⅵ)质量浓度、反应时间、温度对吸附反应的影响。结果表明:用NaCl和STAB(十八烷基三甲基溴化铵)改性的膨润土(Na-Bentonite,STAB-Bentonite)都可用于从废水中吸附铀(Ⅵ);溶液中铀初始质量浓度30 mg/L、温度25℃条件下,Na-Bentonite对铀的最大吸附容量为13.4 mg/g;在溶液pH=4、吸附时间120 min条件下,STAB-Bentonite对铀(Ⅵ)的吸附量为22.35mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型,且受化学反应控制。     

离子液体改性花生壳对铬离子的吸附行为与机制

研究了用离子液体改性花生壳,并考察了改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附行为与机制.结果表明:在改性花生壳用量10 g/L、温度50℃、初始Cr(Ⅵ)质量浓度10 mg/L条件下,改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附率达99.82％;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层吸附,吸附发生在均匀的吸附点位上,理论最大吸附量qm=9.70 mg/g;RL=0.221<1,表明吸附过程为优惠吸附;吸附过程符合准二级动力学模型,动力学常数k2=0.0452 g/(mg·min),理论平衡吸附量qe=1.14 mg/L,表明吸附过程主要为化学吸附.     

纳米零价铁的制备及其从废水中吸附Cr(Ⅵ)的机制研究

研究了以绿色廉价的保险粉(H₂Na₂S₂O₄)为还原剂、FeSO₄为铁源，制备纳米零价铁(nZVI)并用于吸附废水中Cr(Ⅵ),考察了nZVI投加量、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、模拟废水初始pH、反应时间和反应温度对Cr(Ⅵ)去除率的影响，并通过XRD、SEM对nZVI进行表征，结合吸附动力学、吸附等温线和颗粒内扩散模型试验探究去除机制。结果表明：所制得nZVI物相主要为α-Fe;在初始Cr(Ⅵ)质量浓度20 mg/L、nZVI投加量300 mg、吸附时间15 min、不调节pH条件下，用nZVI吸附1 L含Cr(Ⅵ)模拟废水，Cr(Ⅵ)吸附量为98.52 mg/g,去除率可达99.8%;吸附效果良好，且Cr(Ⅵ)的去除速率随温度升高而加快；nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型。