乳状液膜技术回收处理含铀溶液中铀的研究

采用乳状液膜技术对含铀溶液中的铀进行回收处理,研究了制乳原料的最佳体积比,制乳时的搅拌速度、温度等因素,及回收处理铀时的温度、pH值、铀初始质量浓度、提取时间等因素对乳状液膜技术提取回收含铀废液的影响;探讨了乳状液膜提取回收铀过程中铀的迁移机理;通过热力学对乳状液膜技术提取回收铀的液膜传输过程进行了分析。结果表明,当制乳原料中P₂₀₄和液体石蜡的体积分数为0.1和0.05,Span80、磺化煤油与P₂₀₄的体积比分别为0.06、0.79,搅拌速度为2000 r/min,内水相盐酸的浓度为4 mol/L时,可制得稳定的油包水型乳状液膜。在常温常压、pH值2.5、铀初始质量浓度小于100 mg/L、含铀废液与乳状液膜的体积比为5时,用乳状液膜对铀废液提取0.5 h,铀的回收率可达到99%以上,Gibbs自由能ΔG<0,说明外水相的铀可自发地向内水相富集。     

地质特种水泥对模拟含铀废液的静态吸附动力学研究

针对含铀废液这类具有放射性的特殊废液,本实验选用养护28 d、粒径为200-220μm的水泥颗粒作为吸附剂,通过改变吸附时间t以及pH值,获得地质特种水泥对含铀溶液的静态吸附规律。实验结果表明,地质特种水泥对不同浓度含铀溶液(20 mg·L~(-1)、30 mg·L~(-1)、40 mg·L~(-1))的静态吸附均在第1.5 d基本达到吸附平衡,最大吸附量(q_e)分别达到40.257 mg·g~(-1)、60.423 mg·g~(-1)、80.386 mg·g~(-1),最终静态平衡吸附率高达99.95%;保持铀溶液浓度一定(30 mg·L~(-1)),改变吸附体系的pH值(5、7、9),地质特种水泥对U(Ⅵ)的吸附率均可达到99.50%,无显著差异。以上结果表明,在本实验设定的环境条件下,地质特种水泥对U(Ⅵ)有极强的吸附能力,且其吸附效果基本不受含铀溶液浓度和pH值的影响。同时,静态吸附动力学模型研究表明,伪二级动力学模型能很好地描述地质特种水泥静态吸附铀的全过程(t=0-41 d),其相关系数R~2高达99.99%,表明地质特种水泥对U(Ⅵ)的吸附机理为:吸附速率按照与吸附驱动力(q_e-q_t)的平方呈正比关系进行演变。     

葵花籽壳对溶液中铀酰离子的吸附

选取农业副产物葵花籽壳作为吸附剂,研究其对溶液中铀酰离子的吸附性能。用元素分析、扫描电镜、红外光谱分析等方法对吸附铀前后的葵花籽壳进行分析和表征,通过静态实验分别研究了时间、温度、pH值、铀酰离子初始浓度、葵花籽壳用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:吸附的适宜pH为5.0~6.0,35℃下,当铀溶液初始质量浓度为50mg/L,溶液pH=5.0,葵花籽壳质量浓度为1.00g/L时,饱和吸附量可达29.2mg/g。     

功能化偶氮杯［4］芳烃羧基衍生物的合成及其对铀的吸附实验研究

以对叔丁基杯［4］芳烃为原料，用对氨基苯甲酸对其上沿进行修饰，获得了一种新型偶氮杯［4］芳烃羧基衍生物功能化材料5,11,17,23-四（4-羧基苯偶氮基）-25,26,27,28-四羟基杯［4］芳烃（p-TTPTA）。采用FT-IR、¹H-NMR、SEM和EDS等方法对其进行结构表征，并探讨了吸附时间、溶液pH值、吸附材料用量、铀初始浓度及环境温度等对p-TTPTA吸附铀的影响。结果表明：所合成的p-TTPTA是一种构象稳定、表面粗糙、比表面积较大、能与铀离子配位的化合物；在溶液pH=5、铀初始浓度为20 mg/L、p-TTPTA用量为20 mg、吸附时间为8 h、温度为30 ℃条件下，p-TTPTA对铀的吸附效果最佳，吸附率达93%，说明p-TTPTA对铀具有较好的吸附性能。     

新型磁性螯合聚合物的合成及其对铀吸附性能的研究

合成了一种新型的、具有高吸附量和机械强度且易于分离的双偕胺肟基聚合物/Fe₃O₄@SiO₂吸附剂,通过静态吸附实验,研究了pH值、固液比、吸附时间、溶液初始浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。最佳吸附条件为：pH=5、固液比为0.6 g/L、吸附时间为90 min、铀溶液初始浓度为100 mg/L,在此条件下其饱和吸附量可达到160 mg/g。吸附剂对铀的吸附遵循Langmuir等温吸附线,符合准二级动力学方程。     

聚丙烯腈/氧化石墨烯的偕氨肟化复合材料的制备及其对铀的吸附行为

合成了一种新型的具有高吸附量和较好吸附选择性的聚丙烯腈/氧化石墨烯的偕氨肟化复合材料(■-AO/GO)吸附剂,采用XRD、红外光谱对■-AO/GO进行了表征,通过静态吸附实验研究了pH值、固液比、吸附时间、铀溶液初始质量浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。在pH=5、固液比0.6g/L、吸附时间60min、铀初始质量浓度150mg/L的最佳吸附条件下,■-AO/GO对铀的吸附量达237mg/g。■-AO/GO对铀的吸附遵循Langmuir吸附等温线,说明■-AO/GO对铀的吸附属于单层吸附。■-AO/GO对铀的吸附较好地符合准二级动力学模型,表明吸附主要为化学吸附过程。     

榕树叶-活性污泥协同曝气处理含

为提高含铀废水的处理效率,改善固液分离效果,采用具有强富集性的榕树叶和具有絮凝作用的城市活性污泥,联合处理含铀废水。探讨了溶液pH值、铀溶液初始浓度、曝气量对含铀废水中铀去除效果的影响及榕树叶-活性污泥相互作用的协同效应,并讨论了榕树叶-活性污泥的等温吸附行为。研究结果表明,榕树叶-活性污泥联合处理含铀废水时产生的协同作用对铀的去除率比单独体系的几何叠加去除率约高70%;当含铀废水的初始pH值为3.5时,去除率达最大,约为100%;pH值增加,去除率明显下降;曝气量在80~100L/h时,铀的最佳去除率达85%以上;榕树叶-活性污泥协同处理不同浓度铀的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,其相关系数(r)分别为0.992 5和0.999 8。     

海藻吸附水中铀离子初步研究

在不同pH、不同铀离子浓度、不同温度及添加其他金属离子的铀溶液中，对铀离子在海藻上的吸附效率进行初步研究，同时考察溶液中一些共存金属离子对海藻吸附铀离子效率的影响。研究结果表明：pH为5～8时，烟台红藻和海菠菜受pH影响较小，吸附容量约为1.40μg/g；海木耳吸附能力受pH影响较大，吸附容量在1.03～2.23μg/g范围内波动；海藻的吸附效率及吸附容量与铀离子浓度有关，最大分别达到95.8％和65.4μg/g；在24h内，吸附过程是一不依赖温度的过程；实验中所用的金属离子对烟台红藻的铀吸附能力的影响程度在不同的时间段有所不同。     

微生物质水热碳锰复合材料对铀的吸附行为研究

以工业啤酒酵母为碳源，采用一步法合成了微生物质水热碳锰复合材料（MHTC），并利用XRD、FT-IR和SEM等对材料进行了表征。在此基础上，系统研究了不同C/Mn原子比、初始pH值、接触时间、初始铀浓度对MHTC吸附铀性能的影响。结果表明：C/Mn原子比为1∶10的碳锰复合材料（MHTC-10）对铀的吸附性能最优。在铀初始浓度为50 mg/L、初始pH=4.5条件下，12 h可达吸附平衡，最大吸附量为371 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型以及Freundlich等温模型。热力学数据表明，铀在MHTC-10上的吸附是一自发、放热的过程。该研究结果可为含铀环境中铀的分离富集提供新的思路。     

高岭土对U(VI)的吸附性能研究

以高岭土为研究对象,采用静态吸附的实验方法,探讨了吸附时间、铀(Ⅵ)的初始浓度、吸附剂质量、pH值、离子种类、腐殖酸质量等因素对铀(Ⅵ)吸附的影响。结果表明:高岭土对铀(Ⅵ)的吸附性能较好,在6 h时就达到了平衡,最佳铀(Ⅵ)的初始浓度为60μg?m L~(-1);最佳的吸附剂质量为0.01 g;随着pH值的增大,高岭土对铀(Ⅵ)的吸附效果先增大,后减小,pH=5时,吸附效果最大;溶液中K~+、NO_3~-、Na~+和SO_4~(2-)对铀(Ⅵ)的吸附影响较小,Mg~(2+)、CO_3~(2-)和HCO_3~-对铀(Ⅵ)的吸附有抑制效果,不利于吸附;溶液中腐殖酸质量的增加会抑制高岭土对铀(Ⅵ)的吸附。实验结果同时表明:准二级动力学模型较准一级动力学模型能更好地描述U(Ⅵ)在高岭土上的吸附。     

铀在木纤维上的吸附行为及机理分析

为了解木纤维对铀的吸附特性,通过静态吸附实验,研究了木纤维的粒度、吸附时间、用量、温度及溶液的pH值和初始浓度等因素对模拟含铀废水中U(Ⅵ)去除率的影响,并从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析。结果表明:溶液初始pH≈3时,木纤维对铀的吸附平衡时间为4h,且吸附剂粒径越小、温度越高、用量越大,越有利于铀的去除;铀在木纤维上的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,吸附动力学过程可用准二级吸附动力学模型描述,表明化学吸附主要受动力学控制;木纤维吸附铀是自发的吸热反应。SEM、FT-IR和EDS分析结果表明,木纤维吸附铀后表面形态发生了改变,且在吸附过程中铀主要与木纤维表面活性基团螯合并形成配合物,存在表面络合吸附行为;吸附铀前后的能谱对比分析表明,吸附过程中存在离子交换行为。因此,木纤维对铀的吸附机理是以离子交换和表面络合吸附为主、物理吸附为辅的混合吸附过程。     

水相环境中U(Ⅵ)在伊利石上的吸附特征

以伊利石为吸附剂，通过吸附实验探究U(Ⅵ)在伊利石上的吸附特征，分别考查了接触时间、吸附剂用量、U(Ⅵ)初始浓度、pH值及温度对吸附的影响。用FT-IR和SEM对吸附前后的伊利石进行表征，研究了U(Ⅵ)在伊利石上吸附的动力学和热力学过程。结果表明：吸附过程在10 h后达到动态平衡；在U(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L时，吸附效果最好；最佳吸附剂用量为0.03 g；pH值对伊利石吸附铀的影响显著，最佳pH值为5~6；升高温度有利于U(Ⅵ)在伊利石上的吸附；准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型对U(Ⅵ)在伊利石上的吸附过程拟合效果较好，吸附过程主要为表面络合作用，属于单层吸附。     

Adsorption of uranium(Ⅵ) onto amidoxime-functionalized ultrahigh molecular weight polyethylene fibers from aqueous solution

Amidoxime-functionalized ultra-high molecular weight polyethylene fibers (UHMWPEF-AO) were used to absorb uranium U(Ⅵ) from aqueous solutions.In this paper,we study effects of pH,initial U(Ⅵ) concentration,contact time,and temperature on U(Ⅵ) adsorption by UHMWPEF-AO.The adsorption process agrees well with pseudo-second-order and Langmuir model.UHMWPEF-AO exhibits excellent adsorptive performance for U(Ⅵ)with a maximum adsorption capacity of 176.12 mg/g at pH 4 and 298 K.The structures of UHMWPEF-AO and U(Ⅵ)-loaded UHMWPEF-AO are characterized by FT-IR and nano-CT.U(Ⅵ)-loaded UHMWPEF-AO is sintered after adsorption process to recycle absorbed U(Ⅵ).Powders collected after sintering process are examined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction.These results indicate that UHMWPEF-AO is a promising candidate to remove U(Ⅵ) from uranium aqueous solutions.     

壳聚糖-生物炭复合材料对U(Ⅵ)的吸附性能试验研究

以壳聚糖（CTS）和生物炭（AC）为原料，采用原位沉淀法制备了壳聚糖-生物炭（CTS-AC）复合材料，研究了吸附时间、铀初始浓度、初始pH值、温度和干扰离子等因素对CTS-AC吸附U(Ⅵ)的影响，探讨了CTS-AC对U(Ⅵ)的吸附动力学、等温线，采用傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM-EDS）及比表面积分析（BET）等手段进行了相关机理分析。实验结果表明，CTS-AC吸附U(Ⅵ)的最佳条件为：pH=4、CTS-AC投加量0.8～1 g/L、吸附时间240 min，在此条件下，最大吸附率可达94.85%。CTS-AC对U(Ⅵ)的吸附等温线模型符合Langmuir模型，U(Ⅵ)的吸附动力学符合准二级模型；高浓度Cu²⁺对CTS-AC吸附U(Ⅵ)的抑制作用明显；FT-IR、XRD和EDS结果表明，CTS的负载未改变AC的原结构，仅增大了其孔径、增加了结合位点。CTS-AC对U(Ⅵ)的吸附机制为配位作用以及离子交换。     

改性类水滑石的制备及其去除溶液中Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)

通过水热合成法成功地制备了丙三醇改性Ni/Al型水滑石（GMH），并通过批量处理法和静态吸附法考察了在固体投加量、溶液pH、离子强度、腐殖酸、接触时间和温度等因素影响下，溶液中Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)在GMH上的吸附行为。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等表征手段对材料吸附前后进行分析，结合吸附动力学和热力学模型对吸附机理进行探讨。结果表明，溶液pH值对Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)在GMH上的吸附行为影响显著，在pH=7.0左右时吸附率达到最大；准二级动力学模型和Langmuir等温线模型可以很好地描述Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)在GMH上的吸附过程，且此过程是自发的、吸热的过程；实验条件下，GMH对溶液中的Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)的最大理论吸附量分别为511 mg/g和441 mg/g；GMH对溶液中Eu(Ⅲ)的吸附主要是通过静电相互作用、内层表面络合以及离子交换相互作用实现；而对U(Ⅵ)的吸附主要是通过静电相互作用和内层表面络合作用实现的。实验表明，合成材料在含低放废水的有效净化和修复方面具有很大的应用前景。     

高性能的MOF/carbon复合材料对水溶液中铀酰的吸附

通过水热法和煅烧处理合成了金属有机框架/碳(MOF/carbon)，并用作吸附剂吸附水溶液中的U(Ⅵ)。研究了MOF/carbon在不同的pH、初始U(Ⅵ)浓度、反应时间下的吸附实验。结果表明：MOF/carbon对U(Ⅵ)的吸附能力远远高于单纯的MOF和碳，这主要归因于MOF/carbon丰富的表面吸附位点和MOF/carbon与U(Ⅵ)之间极强的静电吸引作用。基于Zeta和X射线光电子能谱分析发现，表面络合和静电作用可以为MOF/carbon吸附U(Ⅵ)提供一个非常合理的解释。热力学实验表明，U(Ⅵ)的去除是一个自发和吸热过程。此外，吸附动力学实验结果表明：U(Ⅵ)的吸附是一个快速并且高效的过程。这一发现为废水中U(Ⅵ)的消除和环境修复提供了一种高效吸附剂。     

β-环糊精改性介孔二氧化硅材料对U（Ⅵ）的去除机制

以三乙氧基(3-异氰酸丙基)硅为交联剂，通过后接枝法合成了β-环糊精改性介孔二氧化硅（SBA-15-CD）材料。通过静态吸附试验研究了溶液pH值、SBA-15-CD投加量、吸附时间、温度等因素对SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的影响。通过扫描电镜（SEM）、X射线粉末衍射（XRD）、BET比表面分析、傅里叶红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）对材料进行表征分析，并探讨了SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的机制。结果表明，当U(Ⅵ)初始浓度为5 mg/L、温度为30 ℃时，SBA-15-CD吸附U(Ⅵ)的最佳条件为:pH=5、SBA-15-CD投加量0.20 g/L、吸附平衡时间30 min，在此条件下，平衡吸附量为24.4 mg/g，U(Ⅵ)去除率为98.3%。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型，即以化学吸附为主，且主要是通过表面的羟基、酯基和氨基与U(Ⅵ)配位。30 ℃下SBA-15-CD的饱和吸附量达330 mg/g，升高温度有利于吸附的进行。SBA-15-CD具有良好的重复使用性能。     

Removal Mechanism of U(Ⅵ) by β-cyclodextrin Modified Mesoporous Silica Material

A β-cyclodextrin modified mesoporous silica (SBA-15-CD) material was synthesized by post-grafting using triethoxy (3-isocyanatopropyl)silicon as a crosslinking agent. The effects of solution pH, SBA-15-CD dosage, adsorption time and temperature on the adsorption of U(Ⅵ) on SBA-15-CD were studied by static adsorption test. Scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD), BET specific surface analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to characterize the material and explore the adsorption mechanism of U(Ⅵ) on SBA-15-CD. The experimental results show that when the initial concentration of U(Ⅵ) is 5 mg/L and the temperature is 30 ℃, the optimal conditions for SBA-15-CD to adsorb U(Ⅵ) are: pH=5, 0.20 g/L of SBA-15-CD dosage, and 30 min of time. Under the optimum condition, the equilibrium adsorption amount is 24.4 mg/g, and the U(Ⅵ) removal rate is 98.3%. The adsorption process conforms to the pseudo-second-order kinetic model and the Langmuir isotherm model, that is, the chemical adsorption is the main one, and it is mainly adsorbed by the coordination of hydroxyl, ester and amino groups on the surface with U(Ⅵ). The saturation adsorption capacity of SBA-15-CD reaches 330 mg/g at 30 ℃. Increasing the temperature is favorable for the adsorption, and SBA-15-CD has good reusability.     

黄钾铁矾的制备及其对U(Ⅵ)的吸附

为了研究黄钾铁矾对溶液中U(Ⅵ)的吸附效果,采用一步水热法制备了黄钾铁矾,并利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman spectrum)、红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等技术表征了材料的理化特性。利用静态吸附实验研究了溶液pH值、离子强度、固液比和U(Ⅵ)初始浓度对吸附过程的影响。结果表明：溶液pH对于U(Ⅵ)的吸附产生较大的影响, 而离子强度则对吸附过程没有影响, 表明黄钾铁矾对U(Ⅵ)的吸附机理为内层表面络合。吸附在100 min内基本达平衡,且符合准二级动力学模型。吸附等温线符合Langmuir等温模型,表明U(Ⅵ)的吸附是单层吸附。在溶液的pH=7.0、298 K时,黄钾铁矾对U(Ⅵ)的最大吸附量为154 mg/g。最佳吸附条件为：固液比1.0 g/L、U(Ⅵ)初始浓度为0.42 mmol/L、298 K、pH=7.0,达到平衡时的吸附量为(76.0±1.4) mg/g(n=3),去除率达到了(88.0±1.3)%(n=3)。以上结果表明,黄钾铁矾可以作为含U(Ⅵ)废水处理的潜在吸附材料。     

偕胺肟聚丙烯腈对铀酰离子吸附热力学及动力学过程分析

放射性含铀废水会带来环境污染风险，合理有效处理含铀废水十分必要。本研究通过吸附实验探究偕胺肟聚丙烯腈（AO-PAN）对U（Ⅵ）的吸附特性，系统研究吸附温度、初始浓度、吸附时间对AO-PAN吸附U（Ⅵ）的影响。结果表明，随着吸附温度升高，AO-PAN对U（Ⅵ）的吸附量逐渐增加，在343 K温度时吸附量达201.6 mg/g。不同温度条件下随着吸附时间增加，AO-PAN对U（Ⅵ）的吸附量逐渐升高，吸附初始时吸附速率较快，随着吸附逐渐进行吸附曲线逐渐趋于平缓，最终达到吸附平衡。AO-PAN对铀的吸附量随溶液中初始浓度的增加而升高，温度为303 K，溶液中初始铀浓度为500 mg/L时，AO-PAN对U（Ⅵ）的吸附量达305.8 mg/g。此外，AO-PAN对铀酰离子的吸附符合朗格缪尔（Langmuir）模型，吸附热力学分析表明AO-PAN对铀酰离子的吸附是吸热和自发过程，吸附动力学分析表明AO-PAN对铀酰离子的吸附行为遵循准二级动力学模型，吸附速率控制机理分析表明AO-PAN对U(Ⅵ)的吸附初始受颗粒内扩散过程控制，随着吸附不断进行吸附过程逐渐由颗粒内扩散控制变为液膜扩散过程控制。吸附实验结果表明，AO-PAN是一种优良的吸附剂，可以用于吸附废水中U(Ⅵ)，吸附过程的模型方程可以用于AO-PAN对U(Ⅵ)吸附过程的分析和计算。