锰印迹半胱氨酸-壳聚糖树脂的制备及其对低浓度Mn~(2+)的选择性吸附

以航空煤油为有机分散介质,环氧氯丙烷为交联剂,硝酸锰为印迹分子,采用反相悬浮和溶胶凝胶法结合制备交联壳聚糖微球(Mn-CCTS),并通过与半胱氨酸的羧基官能团接枝合成锰印迹吸附树脂(Cys-Mn-CCTS)。通过SEM扫描、傅里叶红外光谱对Cys-Mn-CCTS的结构进行了表征,并进行了低浓度Mn2+的静态吸附实验。研究表明,Cys-Mn-CCTS较Mn-CCTS吸附性能有显著提高,303K温度下,Cys-Mn-CCTS对5、10 mg/L的Mn2+的去除率由未接枝前的22.56%、16.26%分别提高至82.87%、82.56%;pH值在4~9范围内,Cys-Mn-CCTS对Mn2+的吸附性能基本不受影响,在pH值为5时吸附性能最佳,吸附容量和去除率分别为7.02mg/g和96.29%;树脂对Mn2+的去除率在2h后达到91.9%,吸附过程符合Lagergren准二级动力学方程;在干扰离子Ca2+和Mg2+总浓度达到200mg/L时,Cys-Mn-CCTS对Mn2+的吸附容量和去除率分别为2.16mg/g和29.6%,表现出一定的抗干扰能力。     

钴/锰印迹硫脲-壳聚糖对Co2+和Mn2+的选择性吸附

同时以氯化钴和氯化锰为印迹分子,采用溶胶凝胶法和反相悬浮法结合制备了钴/锰印迹交联壳聚糖树脂(Co/Mn-CTS),并通过硫脲改性合成了钴/锰印迹硫脲-壳聚糖树脂(T-Co/Mn-CTS).采用傅里叶红外光谱对其结构进行了表征,并进行了干扰离子存在下Co2+和Mn2+的静态和动态吸附实验.静态实验结果表明:壳聚糖树脂对...     

ZSM-5分子筛表面酸碱性质及对Co~(2+)的吸附

采用XRD、FTIR和酸碱滴定等手段对ZSM-5分子筛性质进行研究。采用静态批实验方法研究pH值、离子强度、固液比、平衡时间和Co2+浓度等因素对Co2+在ZSM-5分子筛表面上吸附的影响。结果表明,ZSM-5分子筛对Co2+具有较好的吸附能力和吸附容量;在低pH值下ZSM-5分子筛表面吸附位是以XH、YOH、YO-、YOH2+和XNa形态为主;而在高pH值条件下以YO-和XNa两种形态为主。Co2+在ZSM-5分子筛上的吸附符合准二级动力学;吸附作用受离子强度和pH值影响比较明显。在低pH值下,Co2+主要与ZSM-5分子筛表面发生离子交换作用(X2Co);在高pH值下以表面络合吸附为主(主要形成YOHCo2+和YOCo+两种形态)。     

核电厂离子交换树脂净化能力模拟实验研究

实验选取核电厂废液中典型裂变产物和腐蚀产物离子(Cs+、Sr2+、Co2+)配制水样,针对不同类型树脂、不同树脂层高以及不同床体积流速进行动态交换吸附实验,重点比较了不同条件下核级树脂净化能力(去污因子)的变化。结果表明:树脂层高的增加对去污效果的影响显著,特别是高交联度的树脂,对Cs+、Sr2+、Co2+的去污因子可增加约200%以上;在一定范围内提高床体积流速对树脂的去污效果存在影响,高交联度的树脂流速提高后去污因子有明显上升趋势;在10BV/h(BV=进水流量/树脂装填量)流速下树脂交联度的高低对水样的去污效果影响不明显;在1mg/L水样浓度下,大孔型阳树脂的去污效果较凝胶型阳树脂好;同等条件下,氢/氢氧型混合树脂处理离子态杂质的去污效果较单独的氢型阳树脂好。     

合成沸石对Sr~(2+)的吸附性能及其表征

采用间歇法研究了合成沸石(ZF)在不同环境条件下对Sr2+的吸附性能,并对吸附Sr2+后的ZF用X-衍射(XRD)表征和分析,为评价中低放核废物处置效果提供参考依据。实验表明:ZF对Sr2+的吸附性能比较好,ZF对Sr2+的吸附平衡时间约在5～14 d。Sr2+溶液的浓度对ZF的吸附性能影响比较大,其次是介质、溶液的温度和溶液的pH值。ZF对Sr2+的平衡吸附量随Sr2+溶液浓度的升高而增大,但平衡吸附率和平衡吸附比随着溶液浓度的增大而降低。pH值增大时,ZF对Sr2+的吸附性能也提高。由于介质溶液中离子种类、浓度以及其他成分不同,所以ZF对Sr2+的吸附能力有差异。温度升高时,ZF对Sr2+吸附性能提高。从总体上说,在溶液中Sr2+浓度为0.005 mol/L时,ZF对Sr2+吸附性能受溶液的pH值、介质和溶液的温度影响不大,吸附Sr2+后ZF的晶胞参数是减小的。     

亚铁氰化锌对Co(Ⅱ)的吸附

利用共沉淀法制备了亚铁氰化锌配合物(KZnFC),采用静态法研究了温度、pH值、吸附时间、Co2+初始浓度等因素对Co(Ⅱ)在KZnFC上吸附性能的影响,同时研究了KZnFC重复利用的可能性,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过KZnFC吸附Co(Ⅱ)前后的透射电镜(TEM)、全谱等离子体直接光谱仪(ICP)和X射线衍射分析(XRD)对吸附机理进行了初步探讨。实验结果表明:pH值和Co2+初始浓度对吸附过程有显著影响;在25℃、pH=5.5、吸附平衡时间为300min时KZnFC的平衡吸附量Qe=38.53mg/g;KZnFC经过HCl和KCl溶液解吸后具有较好的重复利用性能。KZnFC对Co(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir吸附模型和假二级反应动力学模型。KZnFC吸附Co(Ⅱ)前后的ICP和XRD分析表明,该吸附过程是以样品中K+与溶液中的Co2+发生离子交换为主,吸附后样品晶格常数发生改变,影响了晶体的择优取向。     

二硫代氨基甲酸盐树脂的合成及其对废水中Fe3+、Co2+、Mn2+的吸附性能研究

以D309树脂为原料,采用甲醇 水溶液法合成二硫代氨基甲酸盐（DTCR）树脂,利用红外光谱和扫描电镜对其结构进行了表征,测试了合成树脂对废水中Fe³⁺、Co²⁺、Mn²⁺的吸附性能,并通过等温吸附实验和动力学实验考察了合成树脂对金属离子的吸附去除能力随接触时间的变化情况和吸附机理。研究表明,该树脂对Fe³⁺、Co²⁺、Mn²⁺的吸附符合Langmuir等温线,在25 ℃下最大吸附量可分别达25.07、20.58、41.87 mg/g,吸附速率较快,吸附4 h均可达到吸附平衡;在二元金属离子混合体系中,树脂对3种金属离子的吸附关系遵守Mn²⁺＞Co²⁺＞Fe³⁺的基本关系;Ca²⁺、Mg²⁺干扰离子存在情况下,树脂对Co²⁺的去除率基本不变,维持在97%左右,树脂对Fe³⁺的去除率得到提高,由50%上升到98%,而树脂对Mn²⁺的去除率反而下降,由92%下降到80%。     

交联壳聚糖-亚铁氰化镍钾球形复合吸附剂制备及其对Cs~+吸附性能研究

通过反相悬浮-溶胶凝胶法制备了壳聚糖-亚铁氰化镍钾(CTS-KNiFC)球形复合吸附剂,分析测试了其对铯离子的选择性吸附性能,并利用傅里叶红外光谱和扫描电镜进行了样品表征。吸附动力学模型分析结果表明,CTS-KNiFC对Cs~+的吸附过程以化学吸附为主。静态吸附实验结果表明,吸附过程在5h左右能达到平衡。当溶液Cs~+初始浓度大于100mg/L时,CTS-KNiFC对铯离子的饱和吸附容量约为70mg/g。溶液的pH值以及溶液中Na~+和Mg~(2+)的共存对吸附效果影响不大,NH_4~+及K~+的存在则会对吸附过程有明显的抑制作用。利用Boyd液膜扩散模型和Weber-Morris颗粒内扩散模型对实验数据进行拟合,结果表明,颗粒内扩散和液膜扩散对吸附速率均有影响。CTS-KNiFC对Cs~+的吸附更符合Langmuir模型,表明吸附过程为单分子层吸附。     

离子印迹壳聚糖/碳纳米管复合膜对U(Ⅵ)的选择性吸附研究

铀矿开采及铀分离纯化过程中产生的含铀废水可能严重污染环境和生态系统。利用吸附法分离含铀废水中的U(Ⅵ)既可有效回收铀资源,又能减轻环境污染。为达到高效分离含铀废水中U(Ⅵ)的目的,本文结合离子印迹及化学交联法制备了离子印迹壳聚糖(CS)/碳纳米管(CNT)(ICC)复合膜,采用静态吸附法考察了ICC对水溶液中U(Ⅵ)的吸附性能,并采用SEM、XRD、FTIR及XPS对吸附前后的ICC进行表征。表征结果表明,ICC具有多孔结构以及较丰富的功能基团(氨基、羧基),且CNT在壳聚糖基质中均匀分散。吸附实验结果表明：利用不同原料配比所制备的ICC中,以CS与CNT质量比为1∶0.3的ICC-2对U(Ⅵ)吸附性能最佳,是由于其具有丰富的孔结构以及经离子印迹产生的大量与铀酰离子匹配的空腔;ICC吸附U(Ⅵ)的吸附等温线符合Langmuir模型,在pH=5.0、298 K时,最大吸附容量达215.83 mg/g;吸附动力学符合准二级动力学模型,表明以化学吸附为控速步骤;ICC-2能选择性去除水溶液中的U(Ⅵ),且吸附过程为自发吸热过程。吸附U(Ⅵ)的ICC-2利用0.2 mol/L HNO_...     

负载Ce~(4+)的脲醛树脂吸附剂的除氟性能

在传统方法合成的脲醛树脂中负载Ce~(4+)形成新型的除氟吸附材料(Ce-UF)。通过静态实验的方法,对实验的影响因素如pH、温度、其他干扰离子等进行研究。实验结果表明,在25℃下,Ce-UF吸附氟离子的理论最大吸附容量为40.2mg/g,Ce-UF吸附氟离子的吸附过程更符合二级动力学模型;Langmuir等温吸附模型适合模拟吸附过程;Ce-UF吸附氟离子的过程为离子交换为主的吸附过程。对吸附剂进行SEM、FTIR、XRD以及等电点分析探究其吸附机理。吸附剂可以使用NaOH进行再生,再生后的吸附剂依旧具备较高的除氟性能。现阶段的研究表明该吸附材料在处理含氟废水中具有潜在的工业应用价值。     

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。     

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。     

无机锶吸附剂的制备及其应用

为了去除放射性溶液中的90Sr,采用高锰酸钾和氯化锰的水溶液在pH=10~12、60℃的水浴中反应制备了一种MnO2吸附材料,并用X射线衍射法对其进行了初步分析和表征,该样品为α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相。采用静态实验对该吸附剂进行研究,并将其与9种常见的天然锶吸附材料进行比较。结果表明:该吸附剂对90Sr的吸附效果明显好于常用天然吸附材料;其对90Sr的吸附速率非常快,约20min即可吸附平衡,且具有较高的理论饱和吸附容量(Q≈0.52mmol/g)和吸附分配系数(Kd),其典型Kd≈104 mL/g;随着硝酸浓度增加90Sr的Kd值迅速降低,当c(HNO3)=0.01mol/L时,Kd≈6×103 mL/g,而当c(HNO3)=0.1mol/L时,Kd值仅为6mL/g,降低了3个数量级;Na+、K+的含量对Kd值的影响较小,随其浓度增加Kd值缓慢降低,但Co2+、Ca2+对锶的Kd值具有较大的影响,随离子浓度增加Kd值快速减小。该吸附剂对模拟和真实放射性废液的90Sr动态去除实验结果表明,其对锶具有很好的吸附性能,可用于去除放射性废水中的90Sr。     

白云石与方沸石对Sr2+的吸附行为研究

采用静态实验法研究了黏土岩的组成矿物白云石和方沸石对Sr²⁺的吸附行为,考察了时间、初始pH值、初始浓度、离子强度以及腐殖酸对吸附的影响,并利用XRD、FT-IR和SEM对材料进行了表征。结果表明：两种材料均能有效吸附Sr²⁺,初始pH值升高会促进吸附,离子强度增大会抑制两种材料对Sr²⁺的吸附;吸附均在6 d时达到平衡,吸附过程均符合准二级动力学模型,说明吸附均以化学吸附为主;随着Sr²⁺初始浓度的增加,白云石吸附Sr²⁺的吸附分配比呈先增加后降低的趋势,方沸石吸附Sr²⁺的吸附分配比不断降低;腐殖酸会抑制白云石吸附Sr²⁺,对方沸石吸附Sr²⁺的过程略有促进;Langmuir和Freundlich模型拟合结果显示,白云石吸附Sr²⁺的吸附机理较为复杂,而Sr²⁺在方沸石上的吸附过程为单分子层吸附。上述结果可为高放废物地质处置的选址工作提供基础数据和参考。     

层状金属硫化物硫化锡钾的制备及其对Sr2+的吸附性能研究

本文用水热法合成了硫化锡钾（KSnS）,利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）仪等对KSnS的形貌和组成进行了表征分析,并通过静态吸附实验分别研究了pH值、接触时间、共存离子和Sr²⁺初始浓度对KSnS吸附Sr²⁺的影响。结果表明,在40 ℃、pH=7.25、Sr²⁺初始浓度为5.5 mg/L的条件下,KSnS对Sr²⁺的吸附平衡时间约为35 min,Sr²⁺去除率为99.62%。吸附反应可操作pH值范围较宽,52+去除率保持在80%以上。溶液中含有K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺等共存离子时,二价离子的干扰大于一价离子。KSnS对Sr²⁺的吸附动力学行为可用准二级动力学方程描述,吸附过程属于化学吸附。通过Weber-Morris模型和Boyd模型分析可知,液膜扩散是主导吸附速率的步骤。     

丝状真菌F54的分离鉴定及其对铯的吸附特性

从新疆放射性污染土壤样本中,采用微生物分离方法,结合压力试验及吸附实验,获得一株对放射性核素污染具有修复能力的土著丝状真菌F54。通过形态学、分子生物学鉴定及Biolog碳源利用实验,F54为镰刀霉菌属真菌,与Fusarium oxysporum strain ATCC MYA-3931同源性最高。最适宜生长条件是:马铃薯葡萄糖培养基,30℃,pH=7.0。菌株F54吸附Cs+的最佳条件是:pH=7.0,30℃,伴随生长进行吸附约3~4d,吸附率最高能达到约84%,常见金属阳离子K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)对其吸附均有一定的抑制作用。菌株F54能够耐受10kGy的钴源照射,对重金属离子Ni~(2+)、Cr~(3+)、Zn~(2+)、Co~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)均有较高耐受性,对放射性137 Cs的吸附率为62%。菌株F54在有较高的重金属离子混合污染的放射性环境中具有一定的修复应用潜能。     

CeO_2/SiO_2吸附剂的制备及其对碘酸根的吸附

以多孔二氧化硅为载体、六水合硝酸铈为原料,采用真空灌注法制备了CeO_2/SiO_2吸附剂,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等方法对其进行表征。同时,通过静态和动态吸附实验探究了CeO_2/SiO_2对碘酸根的吸附和脱附行为,考察了pH、反应时间、碘酸根浓度以及共存阴离子等因素对CeO_2/SiO_2吸附性能的影响。研究结果表明:CeO_2/SiO_2在较广的pH值范围内对碘酸根有较高的吸附率,吸附过程符合准二级动力学模型以及Langmuir和Redlich-Peterson模型;共存阴离子对吸附的影响大小为NO_3~-SO_4~(2-)HCO_3~-H_2PO_4~-≈PO_4~(3-);动态吸附实验的柱利用率高达90.96%,且穿透曲线符合Thomas模型;通过IR谱图分析推测CeO_2/SiO_2的吸附机理为阴离子交换。