有机改性蛭石吸附U(Ⅵ)的行为及机理研究

通过静态吸附实验，研究了用十六烷基三甲基溴化铵（HDTMA•Br）改性的蛭石对U(Ⅵ)的吸附行为，以及有机改性蛭石（吸附剂）用量、pH值、铀初始质量浓度、吸附时间等因素对有机改性蛭石吸附U(Ⅵ)效果的影响，从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析，并通过FT-IR和SEM探讨了其相关吸附机理。结果表明：增加吸附剂用量、延长吸附时间和降低铀初始质量浓度都能提高有机改性蛭石对铀的去除率，最佳吸附pH值为6.5左右，120 min达到吸附平衡；用絮凝剂协同吸附能提高有机改性蛭石对铀的吸附效果；有机改性蛭石对铀的吸附遵循Langmuir吸附等温线，符合准二级动力学方程。有机改性蛭石吸附铀前后的FT-IR表明，-OH、Si[CDS1]O等基团起重要作用；SEM分析表明，有机改性蛭石吸附U(Ⅵ)引起其形态结构的改变。     

改性稻秆吸附U(Ⅵ)的特性研究

通过静态吸附实验,以稻秆为吸附剂、含U(Ⅵ)溶液为吸附质,研究了吸附剂改性方法、吸附剂用量、溶液pH值、吸附温度等因素对稻秆吸附U(Ⅵ)效果的影响,探讨了改性稻秆吸附U(Ⅵ)的热力学、动力学性质。实验结果表明,用0.5mol/L NaOH能够对稻秆进行有效改性,在吸附pH=4.0、吸附时间为180min、改性稻秆投加量为5~8g/L、室温条件下,改性稻秆吸附U(Ⅵ)可达到较好吸附效果,U(Ⅵ)去除率达到99.72%;但随着铀初始质量浓度的增加,U(Ⅵ)去除率降低。改性稻秆吸附U(Ⅵ)的热力学过程遵循Langmuir等温吸附方程,相关系数r2=0.989 9;改性稻秆吸附U(Ⅵ)的动力学过程符合准二级动力学方程,相关系数r2达到0.999 2。     

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。     

改性稻草对钍的吸附行为

采用丁二酸对稻草进行改性处理,系统研究了不同稻草添加量、pH值、吸附时间和吸附温度条件下,丁二酸改性稻草对水溶液中Th4+的吸附效果。结果表明当吸附剂投加量为0.50g、pH=3.5、反应时间为30min、钍溶液初始浓度为10mg·L-1、温度为65oC时,改性稻草对Th4+的吸附效果最好,去除率可达96%。傅里叶变换红外光谱分析揭示改性后的稻草样品添加了羧基、羟基、酯基的吸收峰。改性稻草的吸附行为符合Freundlich等温吸附模型以及准二级动力学方程,其吸附性能的提高,认为是改性处理暴露了更多的木质素、纤维素内部多孔结构,及增加了木质素、纤维素上的特殊基团。     

氧化石墨烯材料对水溶液中放射性元素的吸附去除研究进展

作为一种高效的新型吸附材料，氧化石墨烯由于具有巨大的比表面积和丰富的含氧官能团等特性，在放射性元素的吸附去除中展现出巨大的应用潜力。本文主要介绍了氧化石墨烯及其复合材料的结构性质与制备方法，并对其在水溶液中吸附去除放射性元素铀、钍、铕的研究进行了综述，通过表面改性或与其它功能性材料复合可显著提高对放射性元素的吸附去除性能，并对吸附机理进行了总结，最后展望了今后的研究方向并提出了建议。     

啤酒酵母菌——活性污泥曝气工艺处理含铀废水研究

进行了采用啤酒酵母菌--活性污泥曝气工艺处理含铀废水的实验.实验结果表明,发酵工业的废菌丝体对废水中的铀酰离子具有良好的富集作用.投加10 g·L-1啤酒酵母菌,处理100 mg·L-1含铀废水,去除率可达78.2%;同时投加8g·L-1的活性污泥,使吸附效果显著提高,去除率上升到96.3%;并且处理后的溶液静置5-10min,啤酒酵母菌随污泥自然沉降,出水澄清,不需离心分离.啤酒酵母菌-活性污泥吸附铀的最佳物理-化学条件为:pH=5,污泥浓度8 g·L-1,啤酒酵母菌加入量10 g·L-1(干重),粒度为100-120目.在低浓度时,啤酒酵母菌对铀的吸附能力很强;随着初始铀浓度的提高,铀的吸附量明显增加,但去除率却显著下降.啤酒酵母菌-活性污泥曝气处理不同初始浓度铀的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9998和0.9925.     

甲醛改性多壁碳纳米管吸附铀的性能研究

对纯化后的多壁碳纳米管（MWCNTs）采用甲醛进行羟甲基化改性,研究了改性后的MWCNTs对铀的吸附性能,考察了介质酸度、温度、超声时间、溶液初始浓度以及改性MWCNTs加入量对铀的吸附量和吸附率的影响。结果表明,改性MWCNTs在水溶液中的分散性良好,在pH为2.0～7.0范围内,改性MWCNTs对铀的吸附量和吸附率随pH增大而升高。铀的吸附量随初始浓度的增大而升高,铀初始浓度为50 μg/mL时,吸附量达46.44 mg/g,对铀的吸附率达90%以上。温度、超声时间和离子强度对其吸附量影响不大。吸附反应符合Langmuir和Freundlich方程,最大理论吸附容量为55.87 mg/g。     

无机吸附材料处理放射性废水中铀的研究进展

核能与核工业的发展不可避免地会产生大量的含铀放射性废水。随着材料科学的发展,新型吸附材料不断出现,吸附法处理放射性废水近年来得到了特别关注。目前研究的无机吸附材料可分为无机矿物、金属氧化物、碳基材料等。通过接枝、交联、等离子体、复合等技术处理,在吸附材料表面修饰含氧官能团或含氮官能团,可提高对铀的吸附性能和选择性。铀的吸附机理多表现为离子交换和表面络合作用。本文主要介绍了无机吸附材料处理放射性废水中铀的研究进展,并对今后的研究方向提出了建议。     

不同处理方式对生物炭吸附Sr(Ⅱ)的影响机制

生物炭是一种常见的优质吸附剂，但生物炭中的灰分会遮盖其表面的官能团及填充孔道，从而影响生物炭的吸附性能。为了探明生物炭中灰分对Sr(Ⅱ)吸附性能的影响，以玉米秸秆为原料，在绝氧条件下、不同裂解温度下制备生物炭样品，并选用水、氢氟酸及王水对生物炭样品进行处理，然后测试各样品对Sr(Ⅱ)的吸附量。最后，采用X射线衍射分析（XRD）、元素分析、比表面积及孔径分布（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）等分析技术，对生物炭及改性生物炭的性质进行表征分析，解析生物炭中灰分组分对Sr(Ⅱ)吸附的影响机制。结果表明：在500 ℃下制备的生物炭对Sr(Ⅱ)的吸附能力较强，且经HF改性处理后其吸附能力提升约15%；各改性样品对Sr(Ⅱ)的吸附均符合准二级动力学模型，且均符合Langmuir模型。分析测试结果表明：HF可大幅度降低生物炭表面的水溶性阳离子与Si元素含量，降低了水溶性阳离子与Sr(Ⅱ)的竞争吸附且暴露更多的吸附位点，提升了生物炭对Sr(Ⅱ)的吸附能力。     

提高活性炭吸氡效率的液氮改性方法

优质椰壳活性炭被广泛用作氡、碘等气载放射性的吸附材料。为提高其吸氡能力,本文采用液氮浸泡、液氮浸泡与蒸发并行和低温氮气冲洗的活性炭改性方法,分别对优质椰壳活性炭进行了改性研究,并改进了静态法测量材料对氡的吸附系数的计算方法。结果表明,连续液氮浸泡与蒸发对活性炭改性的效果最好,改性活性炭对氡的吸附系数随连续液氮浸泡与蒸发次数的增加呈先增大后减小的规律,连续改性4次的改性效果最佳,改性活性炭的吸附系数提高了36%;液氮浸泡对活性炭改性也有一定效果,改性活性炭对氡的吸附系数最大可提高15%;低温氮气冲洗对活性炭改性没有效果。活性炭改性前后样品的BET表征结果表明,改性活性炭对氡的吸附能力的提高与054 nm孔径的微孔比表面积增加有明显的正相关性。该方法具有改性工艺简单、周期短、成本较低等优点。     

Uranium Extraction from Sea Water with Composite Adsorbents, (II)

A composite hydrous oxide, prepared from the mixed solution of titanium tetrachloride and ferrous chloride by addition of sodium hydroxide solultion, was investigated because of its rather high uranium adsorption capacity and its magnetic property. Results obtained may lead to easier handling of adsorbent species in the extraction of uranium from sea water.

The uranium adsorption capacity of the composite hydrous oxide was measured using sea water to which a small amount of uranyl chloride was added. The initial uranium concentration was 10.1 μg/l. Physical and chemical properties, such as specific surface area, mean pore radius and amount of surface OH groups, were also measured. The composite hydrous oxide was found to be composed mainly of relatively small particles of anatase and large particles of magnetite. Uranium adsorption capacity reaches its maximum when the precipitation temperatures are 50–70°C. The capacity of the composite hydrous oxide was found to be closely related to the mean pore size and the amount of surface OH groups.     

氨基酸改性尼龙66纤维的制备及其铀吸附性能

采用辐射接枝法将甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝于尼龙66（PA66）纤维表面以引入环氧基团，利用N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）与环氧基团进行开环反应，制备出氨基酸改性的PA66纤维吸附材料。利用红外光谱、热重分析、X射线光电子能谱、扫描电镜对改性前后PA66纤维化学结构、表面形貌进行表征。考察了含铀水溶液的初始pH值、初始铀浓度和吸附时间对PA66纤维吸附材料的铀吸附容量影响规律。研究表明，当溶液初始pH为8时，铀吸附效果最佳；吸附时间为100 min时达到饱和吸附；吸附材料对铀的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，吸附容量可达75.53 mg/g（铀初始质量浓度为25 mg/L）。此外纤维吸附材料在含铀等多种金属离子水溶液中具有良好的铀吸附选择性。     

TiO2/SFP铀吸附材料的制备及其吸附性能

本工作旨在合成一种高吸附性能、高选择性的吸附材料，实现重金属离子的去除和海水中铀资源的提取。将天然葵花粉(SFP)通过溶胶凝胶法与TiO₂颗粒进行复合，得到TiO₂/SFP复合材料。将合成材料进行扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等表征和吸附测试；在pH值为6.0时，材料最大吸附容量可达到215.7 mg/g。复合材料对于溶液中铀的吸附符合准二级动力学模型，是一个吸热、可自发的过程，其吸附等温线符合Langmuir模型，在模拟海水中材料对铀的去除率超过90%。     

Plasma Modification of Activated Carbon Fibers for Adsorption of SO_2

Viscose-based activated carbon fibers(VACFs)were treated by a dielectric-barrier discharge plasma under the feed gas of N_2.The surface functional groups of VACFs were modified to improve the adsorption and catalysis capacity for SO_2.The surface properties of the untreated and plasma-treated VACFs were diagnosed by SEM,BET,FTIR,and XPS,and the adsorption capacities of VACFs for SO_2 were also compared and discussed.The results show that after the plasma treatment,the external surface of VACFs was etched and became rougher,while the surface area and the total pore volume decreased.FTIR and XPS revealed that nitrogen atoms were introduced onto the VACFs surface and the distribution of functional groups on the VACFs surface was changed remarkably.The adsorption characteristic of SO_2 indicates that the plasmatreated VACFs have better adsorption capacity than the original VACFs due to the nitrogen functional groups and new functional groups formed in modification,which is beneficial to the adsorption of SO_2.     

胺肟基尼龙66纤维的制备及其对模拟核工业废水中铀的选择性吸附

结合辐射接枝聚合和化学修饰,通过三步处理,成功地制备了偕胺肟化尼龙66纤维。通过傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)仪和扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)对初始的和修饰后的尼龙66纤维进行化学结构和微观形貌表征。结果表明,偕胺肟基团以共价方式连接到尼龙66纤维上。通过模拟核工业废水的吸附研究表明,PA66-g-PGMA-IDPAO纤维对铀酰离子有高的吸附效率(91.3%)和吸附选择性,具有巨大的潜在工业应用价值。     

稻壳对铀吸附性能的研究

采用稻壳粉末作为吸附剂,进行了模拟含铀废水中U(Ⅵ)吸附实验的研究,考察了稻壳的粒度、溶液的pH、初始浓度、吸附时间、温度及稻壳用量等因素对铀吸附去除率的影响,分析了吸附过程的反应动力学和等温吸附规律,并用扫描电镜、红外光谱及能谱图分析了吸附机理。结果表明：稻壳粉末对铀的吸附平衡时间为4h,且吸附剂粒度越小、温度越高、投加量越大、溶液pH=5左右时越有利于铀的去除;稻壳对U(Ⅵ)的吸附动力学行为可用准二级吸附速率方程来描述,相关系数R²=1;吸附过程符合Freundlich等温吸附方程,相关系数R²=0.9954;稻壳吸附U(Ⅵ)使表面形态发生变化,与U(Ⅵ)相互作用的基团主要是羟基、羧基、P—O和Si—O。综合看来,稻壳对U(Ⅵ)的吸附既存在物理吸附,又存在化学吸附,为混合吸附过程。     

Surface XPS-investigations of tobacco leaves treated with low-temperature plasma

The tobacco leaves were treated with low-temperature plasma in Ar, N2, O2. and air atmospheres at different powers （60-130 W）. The surface-elemental components, their relative contents, and the functional groups of the surface components of the tobacco leaves were determined using XPS （X-ray photoelectron spectroscopy）. The experimental results showed that the percentage of the elements C, N, and O had changed considerably and a large number of polar functional groups containing oxygen atoms were incorporated into the components on the tobacco surfaces. The measurements of the surface contact angle showed that the surface contact angle of the modified tobacco leaves was 0 degree, whereas it was 110 degrees before the plasma treatment. These results indicate that the wettability of the modified tobacco leaves improved dramatically. This work may be significant for future researches on the surface modification of the tobacco leaves.