碳基吸附剂以氢同位素的吸附行为研究（Ⅱ）

研究了液氮温度下活性炭（AC）、碳分子筛（601）和碳纳米纤维（CNF）对H2、D2的吸附等温线，采用2种Langmuir模型对它们吸附H2、D2的等温线进行了理论计算。研究结果表明：在液氮温度下，3种碳基吸附剂对氢同位素的吸附等温线遵从Langmuir单分子层吸附模型，符合按活性点分类的定点吸附机制；吸附等温线可用Langmuir多项式理论模型进行准确计算。     

碳基吸附剂对氢同位素的吸附行为研究(Ⅱ)

研究了液氮温度下活性炭(AC)、碳分子筛(601)和碳纳米纤维(CNF)对H2、D2的吸附等温线,采用2种Langmuir模型对它们吸附H2、D2的等温线进行了理论计算.研究结果表明:在液氮温度下,3种碳基吸附剂对氢同位素的吸附等温线遵从Langmuir 单分子层吸附模型,符合按活性点分类的定点吸附机制;吸附等温线可用Langmuir 多项式理论模型进行准确计算.     

低温吸附法分离氦气流中氢同位素的实验研究

采用穿透曲线法研究了液氮温度下活性炭、碳分子筛和碳纳米纤维对氢同位素的吸附等温线和同位素效应。结果表明：活性炭和碳分子筛都是良好的吸附剂，碳纳米纤维对氢同位素的吸附量太低而不具备工程应用的可能性。实验还对吸附剂进行了改性处理，考察了改性吸附剂对氢同位素的吸附性能。     

电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合法制备吸附剂及其吸铀性能

为满足我国核电事业的发展需求，从海水中提取铀尤为重要。海水中约有45亿吨铀，约是陆地铀资源的千倍。偕胺肟基对铀酰离子有很强的络合能力及较高的选择性，是良好的铀酰离子吸附官能团，因此，偕胺肟基吸附剂的制备是海水提铀的关键步骤之一。以聚氯乙烯（PVC）为基材，通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合（ARGET ATRP）方法合成偕胺肟基纤维吸附剂（PVC-AO），控制丙烯腈（AN）的用量，制得不同接枝率的吸附剂，用红外光谱分析表明，腈基成功转化为偕胺肟基，用扫描电镜观察不同接枝率吸附剂的表面形貌变化，并用制得不同接枝率吸附剂开展了不同实验温度、不同初始铀酰离子浓度和不同pH条件下的实验，探究了不同接枝率偕胺肟基吸附剂对铀吸附性能的影响。结果表明：偕胺肟基吸附剂吸附铀酰离子的最佳pH为5~6；随着吸附剂接枝率的增加，饱和吸附量和吸附速率均增加，接枝率为5 811%的吸附剂吸附量达到111 mg/g；但随着吸附剂接枝率增加，吸附剂表面产生的凝胶物质会阻碍吸附剂对铀酰离子的吸附。     

亲水型偕胺肟吸附剂的ARGET-ATRP可控制备及其对铀的吸附性能

吸附剂的制备是海水提铀的关键。本文以聚氯乙烯（PVC）为基材，采用电子转移活化再生原子转移自由基聚合（ARGET-ATRP）方法在PVC上引入偕胺肟（AO）和丙烯酸叔丁酯（tBA）基团，合成了偕胺肟基纤维吸附剂（PVC-AO-tBA）。在不同温度、铀溶液浓度和pH值条件下进行了PVC-AO-tBA吸附铀的实验研究，探讨了亲水单体tBA的引入对AO吸附剂吸铀性能的影响。结果表明，在同等条件下，PVC-AO-tBA对铀的吸附量由PVC-AO的109 mg/g提高到170 mg/g；PVC-AO-tBA对酸碱度的适应范围更宽，最佳pH值由6扩展到4~6。动力学分析结果表明，吸附速率也有了明显上升。值得注意的是，在与海水酸碱度接近的弱碱性环境下，平衡吸附量由39 mg/g提高到71 mg/g，可见吸附效果得到明显提升。     

基于硅基冠醚分离90Sr的辐照性能研究

吸附剂的辐射稳定性是评价其在高放废液中实际应用的重要指标。采用旋转蒸发减压法将4′,4′(5″)-二(叔丁基环己基)-18-冠-6(DtBuCH18C6)担载至硅基载体中,合成大孔硅基冠醚吸附剂。研究吸附剂在⁶⁰Co-γ辐照条件下对Sr的吸附性能及重复利用性能。通过扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和压汞（MIP）对吸附剂进行表征。结果表明：吸附剂粒径为100 μm,分布概率最高为28.12 nm,孔隙率为56.66%。当γ辐照吸收剂量>100 kGy后,吸附剂的FT-IR图谱中观察到羰基的吸收峰,但冠醚特征的C—O—C伸缩振动吸收峰无明显变化。吸附过程符合Langmuir模型,吸附量随着吸收剂量增加而降低。当吸收剂量<100 kGy时,辐照对吸附剂的Sr吸附量的影响<15%,但吸收剂量达到500 kGy后,饱和吸附量仍达到0.16 mmol/g。以去离子水作为洗脱剂经过5次吸附-解吸后,吸附剂效果仍高达88.9%,具有较好的重复利用性。     

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。     

电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合法制备吸附剂及其吸铀性能

为满足我国核电事业的发展需求,从海水中提取铀尤为重要。海水中约有45亿吨铀,约是陆地铀资源的千倍。偕胺肟基对铀酰离子有很强的络合能力及较高的选择性,是良好的铀酰离子吸附官能团,因此,偕胺肟基吸附剂的制备是海水提铀的关键步骤之一。以聚氯乙烯(PVC)为基材,通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)方法合成偕胺肟基纤维吸附剂(PVC-AO),控制丙烯腈(AN)的用量,制得不同接枝率的吸附剂,用红外光谱分析表明,腈基成功转化为偕胺肟基,用扫描电镜观察不同接枝率吸附剂的表面形貌变化,并用制得不同接枝率吸附剂开展了不同实验温度、不同初始铀酰离子浓度和不同pH条件下的实验,探究了不同接枝率偕胺肟基吸附剂对铀吸附性能的影响。结果表明:偕胺肟基吸附剂吸附铀酰离子的最佳pH为5~6;随着吸附剂接枝率的增加,饱和吸附量和吸附速率均增加,接枝率为5 811%的吸附剂吸附量达到111mg/g;但随着吸附剂接枝率增加,吸附剂表面产生的凝胶物质会阻碍吸附剂对铀酰离子的吸附。     

功能化间羧基苯偶氮基杯［4］芳烃对称硫醚衍生物的制备及其对U(Ⅵ)的吸附行为研究

采用间氨基苯甲酸为原料，经重氮化-偶联反应对杯［4］芳烃进行上沿改性合成了间羧基苯偶氮基杯［4］芳烃衍生物，再通过取代反应对间羧基苯偶氮基杯［4］芳烃衍生物进行下沿修饰，制备出一种新型材料，即间羧基苯偶氮基杯［4］芳烃对称硫醚衍生物，并采用FT-IR和¹H-NMR对其进行结构表征。将该新型材料作为吸附剂用于吸附低浓度含铀水溶液中的铀，考察了溶液pH值、吸附剂用量、铀初始浓度、吸附时间、吸附体系温度等因素对其吸附性能的影响。结果表明：在铀初始浓度为10 mg/L、pH=4、温度为25 ℃、吸附剂用量为10 mg、吸附平衡时间为4 h时，间羧基苯偶氮基杯［4］芳烃对称硫醚衍生物对U(Ⅵ)的吸附效果最佳；其吸附过程符合准二级动力学模型，吸附过程为化学吸附；吸附等温线符合Langmuir吸附等温模型，说明该吸附体系是以单层吸附为主。综上所述，间羧基苯偶氮基杯［4］芳烃对称硫醚衍生物是一种潜在的铀吸附剂。     

磺酰基桥联杯［4］芳烃多孔配位笼对海水中U(Ⅵ)的快速吸附

设计合成具有较强铀酰离子结合能力、较快吸附动力学的多孔框架配合物对于海水中铀吸附具有重大的意义。利用对叔丁基磺酰基桥联杯［4］芳烃（H4TC4A SO2）、六水氯化钴和1,3 二（2H 四氮唑 5 基）苯（H2L）在溶剂热的条件下构筑了一例长方体状杯芳烃基多孔配位笼（Co16）,并用于对海水中铀酰离子的吸附。对Co16吸附剂进行U(Ⅵ)吸附实验发现,Co16吸附剂在较宽的pH范围内对U(Ⅵ)具有优异的吸附能力,并在90 min内达到吸附平衡,且符合准二级动力学模型。吸附等温线较好地符合Langmuir模型,表明Co16吸附剂对U(Ⅵ)的吸附属于单层吸附,且对U(Ⅵ)的吸附容量高达54731 mg/g。热力学实验表明,Co16吸附剂对U(Ⅵ)的吸附属于自发吸热的行为。把该材料置于真实海水中20 d后,其在真实海水中的吸附容量可达488 mg/g。以上结果表明,Co16吸附剂在海水铀吸附方面具有巨大的应用潜力。     

聚丙烯腈基钛酸钾球形复合吸附剂的制备及其对Sr2+的吸附性能研究

以钛酸钾（KTiO）为有效成分、聚丙烯腈（PAN）为基体，制备了聚丙烯腈基钛酸钾球形复合吸附剂（PAN-KTiO）。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等对PAN-KTiO进行了表征，并通过静态吸附实验，研究了接触时间、pH值、竞争离子、Sr²⁺初始浓度等对PAN-KTiO吸附Sr²⁺效果的影响，分析了吸附过程的反应动力学和吸附等温线。结果表明，PAN-KTiO对Sr²⁺的吸附平衡时间约为24 h，PAN-KTiO吸附Sr²⁺时，溶液最佳pH值约为6.55；Ca²⁺、Mg²⁺对Sr²⁺在PAN-KTiO上的吸附存在较强的抑制作用；准二级动力学方程能更好地描述PAN-KTiO对Sr²⁺的吸附动力学过程，而Langmuir模型能更好地描述PAN-KTiO对Sr²⁺的吸附等温线；PAN-KTiO对Sr²⁺的吸附过程是以化学吸附为主的单分子层吸附，PAN-KTiO对Sr²⁺的饱和吸附容量可达53.850 mg/g。     

类普鲁士蓝KNiFC无机吸附剂 在离子液体中吸附Cs+

研究了类普鲁士蓝吸附剂K₂NiFe(CN)₆(KNiFC)在室温离子液体(RTILs)中对Cs⁺的吸附，包括吸附动力学、吸附等温线、吸附机理，并且研究了配体N，N，N′，N′-四甲基丙二酰胺(TMMA)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、亚甲基二磷酸四异丙酯(TIPMBP)以及共存离子U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)对Cs⁺吸附的影响。结果显示：温度为298 K时，Cs⁺的饱和吸附量为40.3 mg/g；温度为338 K时，其饱和吸附量为49.2 mg/g；吸附平衡时间约为18 h。吸附可以很好地用准二级动力学描述，吸附反应为吸热反应。通过对吸附剂进行X射线光电子能谱法（XPS）表征，证明其吸附机理为阳离子交换机理。当Cs⁺、U(Ⅵ)或Th(Ⅳ)共同存在时，会发生吸附竞争。而当在Cs⁺、Th(Ⅳ)或U(Ⅵ)混合溶液中分别加入TMMA、DMF、TIPMBP后，Th(Ⅳ)几乎不被吸附，Cs⁺的吸附量不变；U(Ⅵ)吸附量很小，Cs⁺的吸附量变化不大。当离子液体中Cs⁺、Th(Ⅳ)或U(Ⅵ)共存时，可以通过加入配体来实现类普鲁士蓝KNiFC无机吸附剂对Cs⁺的选择性吸附。     

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。     

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。     

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。     

磷钼酸铵/聚丙烯酸复合凝胶吸附剂的 合成及对铯的分离

以丙烯酸为基底合成了磷钼酸铵/聚丙烯酸复合吸附剂(AMP-PA)。采用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等方法对AMP-PA进行表征。研究了振荡时间、酸度、Cs⁺ 浓度对铯吸附的影响，及多种离子存在下吸附剂对铯离子的选择性吸附。静态实验结果表明：AMP-PA吸附铯大约5 h达到平衡；HNO₃浓度在0~3.0 mol/L范围内对铯的吸附量影响不大，吸附过程符合Langmuir方程，计算得到的最大吸附量达到4.7 mg/g；采用3.0 mol/L NH₄Cl+1.0 mol/L HNO₃解吸，解吸率大约为70%；多种离子存在下对铯离子具有选择性吸附。动态柱实验发现，AMP-PA对铯的吸附量为4.32 mg/g，解吸率约为50.4%。在高浓度杂质离子Na⁺、K⁺、Sr²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ca²⁺存在下，AMP-PA柱可以选择性分离铯，在铯的淋洗液中Co²⁺低于检测限，含量最高的Fe³⁺分离因子为3，浓度比起始浓度降低四个数量级。     

含铯废水膜处理工艺中吸附剂的选择

在含铯废水无机离子交换吸附-微滤膜处理工艺的吸附剂研究中,以134Cs为示踪剂研究了蒙脱石、蛭石及亚铁氰化锌钾对Cs的吸附效果以及体系各种因素对吸附的影响。依据研究结果,结合絮凝沉淀和中空纤维膜微滤一体化处理工艺（CMF）运行参数,从中筛选出亚铁氰化锌钾作为含铯废水膜处理工艺中的吸附剂,初步确定吸附剂投加量为0.33g/L。     

地质水泥对U(Ⅵ)的吸附行为及其机理研究

针对具有放射性的含铀废液，本实验采用间歇法，选用养护28 d、粒径为200~220 μm的地质水泥颗粒作为吸附剂，通过改变水泥投加量、吸附时间、pH值、U(Ⅵ)浓度、溶液温度等环境因素，研究地质水泥对U(Ⅵ)的静态吸附规律，为评估含U(Ⅵ)地质水泥固化体的固有稳定性提供依据。结果表明，在较低固液比（0.5 g/L）和较短时间（1.5 d）内，地质水泥对不同浓度U(Ⅵ)的吸附率达99.9%以上，且吸附量受U(Ⅵ)浓度和环境因素（pH值、溶液温度）的影响较小，吸附条件温和。热力学行为更符合Langmuir等温吸附模型，意味着该过程是一个吸热、以单层吸附为主的吸附过程。吸附材料结构表征结果证实，该吸附过程同时存在物理（静电吸引）与化学（离子交换）两种吸附机制。     

^117Sn^m（Ⅳ）—EDTMP在体外骨模型上的吸附——Ⅰ．在羟基磷灰石上的吸附

研究了^117Sn^m及^117Sn^m(Ⅳ）－EDTMP在体外骨模型羟基磷灰石（HA）上的吸附及解吸特性，探讨了其骨吸附机理。吸附研究表明：^117Sn^m(Ⅳ）及^117Sn^m(Ⅳ）－EDTMP在HA上都有明显的吸附，其对^117Sn^m(Ⅳ）的吸附量大于对^117Sn^m(Ⅳ）－EDTMP的吸附量；pH对吸附有明显影响，酸性条件最有利于吸附，弱碱性条件最不利于吸附；温度对吸附几乎没有影响。解吸研究表明：生理盐水和EDTMP对^117Sn^m(Ⅳ）－EDTMP的解吸量大于对^117Sn^m(Ⅳ）的解吸量。对^117Sn^m(Ⅳ）－EDTMP的吸附机理研究初步表明：当吸附量小于60μmol/g时，络合物以整个配位络合物吸附为主；当吸附量大于60μmol/g时，配位络合物整体吸附与^117Sn^m(Ⅳ）从配体到HA的转移络合同时存在。     

基于DBS改性的硅基DtBuCH18C6吸附剂的制备及其对Sr(Ⅱ)的吸附性能研究

为实现高放废液中核素⁹⁰Sr的分离提取,采用十二烷基苯磺酸（DBS）对4′,4′(5″)-二(叔丁基环己基)-18-冠-6（DtBuCH18C6）进行了改性修饰,合成了新型大孔硅基冠醚吸附剂,并通过SEM、TG-DTA、FT-IR等方法对其进行了表征。结果表明：即使在7 mol/L硝酸环境下,吸附剂中DtBuCH18C6的泄漏量也小于2.03%,有较好的化学稳定性;DBS作为配阴离子促进了DtBuCH18C6与Sr(Ⅱ)的络合,在0.5 mol/L硝酸条件下Sr(Ⅱ)的分配系数提高了约10倍（355.02 cm³/g）,且在高酸条件下与硝酸离子呈现协同作用;吸附剂对Sr(Ⅱ)的选择吸附性强,吸附过程符合准二级动力学方程及Langmuir吸附模型,最大饱和吸附容量可达到42.13 mg/g。以1 mol/L硝酸作为洗脱剂,洗脱剂与吸附剂的比例设置为0.90 L/g,接触时间为5 h的条件下,约79%的Sr(Ⅱ)可从吸附剂中洗脱下来,说明吸附剂可重复利用。