偕胺肟功能化水热碳微球对铀的吸附性能

为在碳微球表面引入偕胺肟基团,采用丙烯腈接枝淀粉为原料,通过水热法成功制备偕胺肟功能化水热碳微球(HTC-AO),并研究了HTC-AO对水溶液中铀的吸附性能,HTC-AO对铀吸附的最佳pH=6.0,吸附量最大为455.6mg/g,吸附过程符合Langmuir等温方程和准二级动力学方程。热力学研究表明,吸附过程为自发吸热过程。选择性研究结果表明,在多种离子共存的情况下HTC-AO对铀具有很高的选择性。     

壳聚糖骨架新型铀吸附材料的研制

针对大量存在于废弃虾、蟹壳中的甲壳素,通过利用水热法制备出壳聚糖微球并进一步对其进行环氧化、胺化改性反应,制备出了具有良好机械强度和铀吸附性能的壳聚糖骨架新型铀吸附材料。     

铀酰离子印迹聚合物的合成及在分析中的应用

以UO₂²⁺为印迹离子,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,邻苯二酚-UO₂²⁺-4-乙烯基吡啶三元配合物为模板,与苯乙烯单体、交联剂二乙烯基苯在甲醇溶液中通过共聚反应制备了UO₂²⁺印迹聚合物微球。该印迹聚合物微球经6mol/LHCl处理后留下与铀酰离子大小相匹配的空穴,对水溶液中微量铀有富集作用,在pH＝5～7及吸附时间在20min以上时,该印迹聚合物微球对水溶液中微量铀的吸附率可达99%以上,且具有良好的选择性;HCl浓度在1.0mol/L以上,淋洗体积为聚合物体积的5倍以上,淋洗时间在20min以上时洗脱率可达99%以上。将其应用于卤水中微量铀的测定,与标准方法相比较,所得结果令人满意。     

UO2-(Zr0.8Ca0.2)O1.8面心立方固溶体微球制备工艺研究

为研制出耐辐照的新型单相陶瓷燃料,采用溶胶-凝胶法,通过复合溶胶配制、分散胶凝、洗涤、干燥煅烧与烧结过程,开展了UO2-(Zr0.8Ca0.2)O1.8燃料微球制备工艺研究,制备出铀摩尔分数含量分别为30mol%、50mol%、70mol%的UO2-(Zr0.8Ca0.2)O1.8燃料微球样品。在对工艺过程进行分析的基础上,通过实验确定了工艺参数。采用X射线衍射（XRD）对3种燃料微球样品进行分析,分析结果表明:铀摩尔分数含量分别为30mol%、50mol%、70mol%的UO2-(Zr0.8Ca0.2)O1.8燃料微球样品均为面心立方（FCC）固溶体结构。      

微陶材料对铀的吸附特性

采用多种方法对微陶材料进行了表征,分别采用静态法和动态法研究了溶液pH、吸附时间、铀初始浓度、吸附剂用量、解吸流速、吸附剂粒度等因素对微陶材料吸附铀的影响;探究了微陶材料对模拟放射性废水的处理能力。实验结果表明,扫描电镜显示微陶材料底部为层状结构,能谱显示其表面主要成分为铝元素,还有少量(质量分数6.00%)的铁元素;XRD结果显示微陶材料表面无明显Fe的衍射峰;红外光谱显示微陶材料对铀进行了吸附;当pH=5、吸附时间为1h、铀初始质量浓度为100μg/L、微陶材料用量为50mg时,微陶材料对铀的吸附率达到95%以上;动态法中流速和粒度对吸附影响较小;微陶材料对铀的吸附等温线符合Freundlich吸附等温模型;采用准二级反应动力学模型描述微陶材料对铀的吸附,吸附过程主要为化学吸附;微陶材料对模拟放射性废水中铀的吸附率均在90%以上,对锶、铯也有一定的吸附能力。     

氧在金属铀表面的初期动力学

为了获得氧与铀初期反应的动力学性质,实验利用表面吸附分析系统,采用微压PVT方法研究了O2在清洁铀表面的初期吸附反应行为,测量了饱和吸附量和反应概率.结果表明,氧的吸附量趋近一个极大值,约4.3×1015/cm2,粘附概率起初随吸附量增加缓慢减少;氧在清洁铀表面迅速解离,与表面铀原子反应生成氧化物.氧离子扩散通过氧化物...     

用于分离铀的萃取剂微胶囊制备及其吸附性能研究

为解决传统萃取工艺中溶剂损失和乳化等问题,本文结合萃取和离子交换的特点,采用溶剂挥发法制备了一种聚砜壁材的含二（2-乙基己基）磷酸酯（D2EHPA,或P204）的萃取剂微胶囊,研究了稀释剂、分散剂、表面活性剂和无机盐（NaCl）对微胶囊成球的影响,确定了微胶囊的最佳制备条件。结果表明：当采用二甲苯作稀释剂、P204萃取剂浓度为50%时,微胶囊对铀的吸附容量能达到40 mg/g以上;采用100 g/L H₂SO₄作解吸剂,铀解吸率可达99%;聚砜壁材的P204萃取剂微胶囊在低浓度铀溶液中具有较好的吸附性能,解吸后可重复使用。     

吡啶基改性纤维状介孔二氧化硅微球的辐射制备及其对U(Ⅵ)的吸附性能

首先合成了双键改性的纤维状介孔二氧化硅纳米微球(F-SiO_2-K),将其分散在4-乙烯基吡啶(4-vinylpyridine,4-VP)或4-VP的甲醇溶液中,通过共辐射接枝的方法,制备了吡啶基改性纤维状介孔SiO_2纳米微球(F-SiO_2-VP)。热重分析结果表明,聚4-乙烯基吡啶(P(4-VP))在F-SiO_2微球上的接枝率随4-VP单体浓度和吸收剂量增加而增加,但随剂量率的增加先增大后减小。将F-SiO_2-VP微球分散在含有U(Ⅵ)的硝酸溶液中,测定了室温下微球对U(Ⅵ)的吸附容量,并对吸附动力学和吸附等温线进行了分析。结果表明,F-SiO_2-VP微球对U(Ⅵ)的吸附容量与硝酸浓度和P(4-VP)的接枝率有关。当硝酸浓度为5 mol/L,P(4-VP)的接枝率为16%时,对U(Ⅵ)的吸附容量最大,达到163 mg/g。该吸附过程符合准二级动力学模型,其吸附热力学则当U(Ⅵ)浓度低时符合Freundlich模型,而U(Ⅵ)浓度高时符合Langmuir等温吸附模型。     

吡啶基改性纤维状介孔二氧化硅微球的辐射制备及其对U(VI)的吸附性能

首先合成了双键改性的纤维状介孔二氧化硅纳米微球(F-SiO2-K),将其分散在4-乙烯基吡啶(4-vinylpyridine,4-VP)或4-VP的甲醇溶液中,通过共辐射接枝的方法,制备了吡啶基改性纤维状介孔SiO2纳米微球(F-SiO2-VP).热重分析结果表明,聚4-乙烯基吡啶(P(4-VP))在F-SiO2微球上的接枝率随4-VP单体浓度和吸收剂量增加而增加,但随剂量率的增加先增大后减小.将F-SiO2-VP微球分散在含有U(VI)的硝酸溶液中,测定了室温下微球对U(VI)的吸附容量,并对吸附动力学和吸附等温线进行了分析.结果表明,F-SiO2-VP微球对U(VI)的吸附容量与硝酸浓度和P(4-VP)的接枝率有关.当硝酸浓度为5 mol/L,P(4-VP)的接枝率为16%时,对U(VI)的吸附容量最大,达到163 mg/g.该吸附过程符合准二级动力学模型,其吸附热力学则当U(VI)浓度低时符合Freundlich模型,而U(VI)浓度高时符合Langmuir等温吸附模型.     

木屑季铵盐型螯合吸附剂对U(Ⅵ)的吸附性能研究

通过对木屑进行化学改性,制备了木屑季铵盐型螯合吸附剂(MS),用于强化木屑对含铀废水中U(Ⅵ)的吸附性能。对所得MS的晶体结构和表面形貌进行了分析,探索了MS投加量、反应时间、溶液pH值和反应温度对吸附性能的影响,并在此基础上分析吸附机理。结果表明：MS投加量为0.1 g/L、吸附时间为2 h、pH=4.5、吸附温度为30 ℃时,铀去除率达99.7%,较未改性木屑对铀的吸附率提高了26.9%。以0.1 mol/L的HCl溶液作为脱附剂,初次解吸率达99.9%,表明MS具有较好的重复利用性。     

偕胺肟基铀吸附材料研究进展

采用吸附材料处理铀矿开采、加工及乏燃料后处理产生的含铀废水和吸附海水中的铀为当前研究热点。吸附材料与铀的结合主要是通过官能团的配位作用，其中偕胺肟基团由于对铀具有特异性响应，而表现出优异的吸附选择性。本文归纳了偕胺肟基团的制备方法，对氰基-羟胺法进行了详细介绍。从吸附材料形态和功能角度详述了现阶段偕胺肟单官能团吸附材料的研究进展，同时对-NH₂和-AO或-COOH和-AO的双官能团协同吸附进行了介绍，并对偕胺肟基团与铀的配位机理进行了简要分析，最后对偕胺肟基吸附材料的基底材料选择、制备方法和特殊功能性进行了展望。     

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。     

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。     

谷壳对铀（Ⅵ）的吸附性能及机理研究

通过静态吸附实验,研究了pH、吸附时间、铀初始质量浓度、吸附剂用量、谷壳粒径、温度等对谷壳吸附铀效果的影响,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)探讨了吸附机理。结果表明,单位质量谷壳对铀的吸附量随铀初始质量浓度的增大而增大,随谷壳用量的增大而减小,随温度的升高而增大;在pH＝3、粒径为100～120目时吸附效果最好;吸附在60min基本达到平衡。在25℃时,饱和吸附量q_max可达15.14mg/g。谷壳对铀的吸附遵循Langmuir等温线,符合准二级动力学方程。谷壳吸附铀前后的红外光谱表明,谷壳主要是由羟基、羰基、苯环及碳水化合物组成,通过络合或离子交换的方式吸附铀。     

水热炭接枝紫脲酸铵对铀(Ⅵ)的吸附性能

选用葡萄糖为炭源,在180℃下反应36h得到水热炭(HTC),后经热处理、胺化和接枝紫脲酸铵合成了一种新的水热炭基吸附剂(Mu-HTC)。通过Boehm滴定分析,热处理后的水热炭表面羧基含量增加近六倍;红外光谱分析证实紫脲酸铵被成功接枝在水热炭上;扫描电镜监测整个合成过程,水热炭球的形貌和粒径没有发生显著变化。根据Langmuir等温吸附方程,该吸附剂对铀(Ⅵ)理论吸附容量为102.05mg/g。在模拟放射性废液的共存离子竞争吸附中,对铀(Ⅵ)的吸附容量占总吸附容量的72.8%,具有较好的选择性。该吸附剂可用于含铀废水的净化处理或从水体中回收铀资源。     

多孔纳米钡铁氧体制备及其吸附铀的性能研究

以硝酸铁和硝酸钡为原料、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂,采用溶胶 凝胶与自蔓延燃烧法相结合制备多孔纳米钡铁氧体,利用X射线衍射、扫描电镜与振动样品磁强计表征产物的组成、形貌与磁性能;采用静态实验法研究多孔纳米钡铁氧体对含铀废水中铀的吸附性能,探讨溶液pH、吸附温度与振荡吸附时间对吸附容量的影响。结果表明：多孔纳米钡铁氧体的平均粒径为45～65 nm,饱和磁场强度为62.83 emu/g,矫顽力为5 481.0 Oe;当多孔纳米钡铁氧体用量为0.02 g、铀溶液pH为6、振荡吸附时间为30 min、在25 ℃下,多孔纳米钡铁氧体对含铀废水中铀的吸附容量可达921 μg/g。     

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。     

凹凸棒石与硫酸亚铁协同吸附铀

通过静态吸附实验,研究了pH值、吸附时间、铀初始质量浓度、吸附剂用量等因素对凹凸棒石及凹凸棒石与硫酸亚铁协同吸附铀的影响,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）探讨了其吸附机理。结果表明,当温度为25 ℃、pH值为5.0、凹凸棒石投加量为15 g/L、铀初始质量浓度为100 mg/L、吸附反应30 min时,凹凸棒石对UO²⁺₂的吸附率达89.5%,饱和吸附量可达40.8 mg/g以上;加硫酸亚铁后,凹凸棒石和硫酸亚铁协同吸附铀的效果大幅提高,在25 ℃、pH值为6.5、凹凸棒石用量20 g/L、FeSO₄用量1 g/L、铀初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间30 min时,凹凸棒石和硫酸亚铁协同对UO²⁺₂的吸附率达99.9%以上,经处理的含铀废水能达国标排放。凹凸棒石对UO²⁺₂的吸附遵循Langmuir吸附等温线;凹凸棒石及其协同体系对UO²⁺₂的吸附动力学模型符合准二级动力学方程。凹凸棒石吸附铀前后的红外光谱表明,凹凸棒石主要是通过羟基、胺基等基团与铀络合进行吸附的。     

燃料微球生产过程中含铀废液铀含量快速测定

利用X射线荧光光谱仪,采用溶液法测定燃料微球生产过程中产生的不同基体含铀废液中微量铀的含量;对影响铀测定结果的激发电压、电流等因素进行了选择,对不同基体的影响进行了研究;通过精密度、回收率等对建立的方法进行了准确性验证;铀的测定范围为10～400 mg/L,方法的相对标准偏差小于（RSD,n=6）3%,回收率在102%～107%之间,方法简便快捷,满足核燃料微球生产过程中对含铀废液内微量铀分析准确性的要求。     

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。