用改性纳米零价铁去除废水中U(Ⅵ)的性能及机制

为了绿色高效处理含铀废水，研究了用液相还原法制备多硫化钙改性纳米零价铁(CPS@nZVI)材料并用于去除溶液中U(Ⅵ),考察了CPS@nZVI对溶液中U(Ⅵ)的去除效果。并通过SEM-EDS、XPS和XRD对材料的形貌和表面物质组成进行表征。结果表明：在溶液pH=3.5、U(Ⅵ)初始质量浓度10.0 mg/L、固液质量体积比0.5 g/1 L、反应温度25℃、反应时间120 min条件下，CPS@nZVI材料对溶液中U(Ⅵ)去除率为98.13%,去除量为19.53 mg/g; SEM-EDS、XPS、XRD表征结果表明，样品主要由Fe⁰、FeS组成；反应过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，该吸附过程受化学吸附控制，为单分子层吸附；还原过程符合伪一级还原动力学，溶液中的U(Ⅵ)以吸附和还原沉淀2种方式去除。     

STAC改性有机膨润土去除水体中U(Ⅵ)试验

为探究膨润土对含铀废水的吸附性能,对膨润土进行钠化预改性,然后用十八烷基三甲基氯化铵(STAC)对钠化膨润土进行有机改性,探究模拟含铀废水pH、固液比、反应时间、反应温度、初始浓度对STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的影响,并探究了膨润土吸附动力学和吸附等温曲线。结果表明,当pH=7.04、固液比4.0 g/L、反应时间480 min、反应温度318.15 K、含铀废水初始浓度<10 mg/L时,该吸附材料处理含铀模拟废水的效果最佳,最高吸附率达到99.52%。准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型更适于阐明STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的过程,反应主要是化学吸附和单层吸附。Langmuir拟合吸附容量最高为198.73 mg/g。     

载铁花生壳炭的碳热还原法制备及其对铀的吸附性能

研究了采用碳热还原法制备载铁花生壳生物炭Fe_Cl-PSBT,确定了最优合成条件，并用于吸附废水中的铀。通过XRD、XPS、SEM、BET&BJH等表征了不同热解温度下Fe_Cl-PSBT表面形态、比表面积、铁的存在形式。考察了各因素对Fe_Cl-PSBT去除废水中U(Ⅵ)的影响，分析了吸附动力学和吸附等温线。结果表明：在热解温度为900℃、溶液初始pH=5、初始铀质量浓度20 mg/L、Fe_Cl-PSBT投加量0.7 g/L、反应温度25℃条件下，U(Ⅵ)去除率达96.85%;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型；Fe_Cl-PSB900中的Fe⁰和花生壳炭(PSB)对废水中U(Ⅵ)的去除有一定协同作用。     

糯米粉包覆纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)的试验研究

研究了以糯米粉为载体、采用液相还原法制备包覆型复合材料糯米粉-纳米零价铁(nZVI),并用于去除溶液中以UO_2~(2+)形式存在的U(Ⅵ)。采用扫描电镜(SEM)表征材料的微结构,并考察溶液pH、糯米粉-nZVI用量、温度、反应时间及U(Ⅵ)初始质量浓度等因素对铀去除效果的影响。结果表明:在溶液U(Ⅵ)初始质量浓度为10mg/L、溶液pH=6、温度30℃、材料投加量0.4g/L、反应120min条件下,U(Ⅵ)去除率达96.4%,吸附量为18.73mg/g;U(Ⅵ)初始浓度越高,U(Ⅵ)去除效果越好,糯米粉-nZVI可用于从溶液中吸附去除U(Ⅵ)。     

MnO2@g-C3N4复合材料的制备及其光催化还原U(Ⅵ)的性能试验研究

研究了采用水热法制备MnO_2@g-C_3N_4复合光催化剂(Mn-CN),并分析了其形貌、结构和光电性能,考察了Mn-CN对放射性废水中U(Ⅵ)光催化还原的影响。结果表明:MnO_2的引入有效拓宽了g-C_3N_4对可见光的吸收范围,抑制了光生电子与空穴复合,有利于光生电子还原反应进行,提高反应速率;针对U(Ⅵ)质量浓度50 mg/L、pH=5.5的100 mL铀标准溶液,在甲醇加入量5 mL、可见光照射120 min条件下,Mn-CN-3(MnSO_4质量0.05 g)对U(Ⅵ)的光催化还原率达96.3%,为纯g-C_3N_4的1.9倍;g-C_3N_4中引入MnO_2能有效提高光生电荷的利用率和传输速率,增强催化性能;Mn-CN复合光催化剂光学性能优异,制备方法简单且绿色环保,对放射性废水中的U(Ⅵ)的光催化还原去除效果较好。     

岩棉负载纳米零价铝去除溶液中U(Ⅵ)的性能研究

通过液相还原法制备了岩棉负载纳米零价铝（RW-NZVAl）,利用SEM和XRD对材料进行了表征,探究了纳米零价铝负载量、溶液pH、U(Ⅵ)初始浓度、固液比、温度、反应时间等对RW-NZVAl去除溶液中U(Ⅵ)的影响。结果表明,RW-NZVAl对溶液中U(Ⅵ)有很好的去除效果,当岩棉与纳米零价铝质量比为4︰1、溶液pH＝4.0、U(Ⅵ)初始浓度25 mg/L、固液比0.4 g/L、温度25 ℃、反应时间150 min时,RW-NZVAl对溶液中U(Ⅵ)的去除率为93.21％,去除量为58.26 mg/g。     

石英砂负载Fe~0-HAP复合材料去除含铀废水试验

利用液相还原法合成零价铁,并将零价铁负载在羟基磷灰石上,再以石英砂作为骨架,得到稳定型石英砂负载Fe~0-HAP复合材料。通过静态试验法,考察不同粒径石英砂负载Fe~0-HAP复合材料在不同时间、铀初始浓度、投加量、pH情况下对含铀废水中铀(Ⅵ)处理的效果。研究表明,复合材料对含铀废水中铀(Ⅵ)具有良好的处理效果,在0.30～0.60mm、0.60～1.18mm和1.18～2.36mm粒径复合材料投加量分别为0.1、0.1、0.2g,含铀废水pH=4,反应时间160min时,复合材料对含铀废水中的铀(Ⅵ)去除率达到80.60%～90.38%,吸附量8.060～9.038mg/g。复合材料去除含铀废水中铀(Ⅵ)更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型。     

高岭土负载钛酸钙复合材料对放射性废水中U(Ⅵ)的吸附性能与机理

利用一锅法制备了高岭土负载钛酸钙复合材料，研究了其对放射性废水中的U(Ⅵ)的吸附性能和机理。探讨了反应温度、U(Ⅵ)初始浓度、接触时间、固液比等对其吸附废水中U(Ⅵ)的影响，并进行了吸附动力学、热力学和等温吸附分析。结果表明，高岭土负载钛酸钙复合材料对废水中U(Ⅵ)有较好的吸附效果。当溶液pH=3.5、固液比0.4 g/L、反应时间60 min、反应温度25 ℃时，U(Ⅵ)的去除率达到最大值94.7%，最大吸附量为197.6 mg/g。高岭土负载钛酸钙吸附U(Ⅵ)的过程是一个自发且不可逆的吸热反应过程，符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型，表明其对U(Ⅵ)的吸附是物理吸附和化学吸附并存，以非均匀吸附为主的过程。     

普通脱硫弧菌去除含铀废水中的铀

酸性地浸矿山退役后,采区范围内地下水中依旧存在着少量铀的残留,需要清除以恢复地下水环境。使用一株新的普通脱硫弧菌Desulfovibrio vulgaris GnLF21,开展了影响其除铀能力的因素及对废水稀释液的处理研究。结果表明,初始U6+浓度为4 mg/L、pH=7.0、初始SO42-浓度为1.0 mg/L时,菌株去除铀能力最强,铀去除率分别为97.9%、96.8%、92.7%。在废水pH为4.5、SO42-浓度≤2 g/L、初始U6+浓度为1.87 mg/L、菌株GnLF21接种量20%时,在96 h和120 h时铀去除率分别为77.74%和80.73%。可应用异源性硫酸盐还原菌开展酸性含铀废水的生物修复。     

CaTiO3去除溶液中U(Ⅵ)的性能研究

通过溶剂热法制备了CaTiO3,并探究了溶液pH、固液比、U(Ⅵ)初始浓度、反应时间对U(Ⅵ)吸附效果的影响。吸附实验结果表明：在溶液pH为3.5,固液比为0.2 g/L、U(Ⅵ)初始浓度为25 mg/L、反应时间为100 min时,CaTiO3材料对U(Ⅵ)的吸附效果最好,去除率为98.06%,吸附容量为125.19 mg/g。     

生物聚合硫酸铁去除U(Ⅵ)的絮凝试验

采用生物聚合硫酸铁絮凝剂对低浓度含铀废水进行絮凝试验研究,考察U(Ⅵ)溶液pH、絮凝剂投加量以及U(Ⅵ)初始浓度对絮凝效果的影响。结果表明,反应最佳pH范围在5~7,反应平衡时间为5min,其絮凝过程符合Lagergren准二级反应动力学模型。含铀废水经生物聚合硫酸铁絮凝处理过后,残余铀浓度低于《铀加工与燃料制造设施辐射防护规定》(EJ 1056—2005)中的排放限值(0.05mg/L)。     

维生素B12改性纳米零价镍去除溶液中U(Ⅵ)的性能

采用液相还原法制备了维生素B12改性的纳米零价镍,并用来去除溶液中的U(Ⅵ)。探究了纳米零价镍和维生素B12质量比、溶液pH、固液比、溶液中U(Ⅵ)的初始质量浓度以及温度和时间等对溶液中U(Ⅵ)去除的影响。结果表明：在室温（25 ℃）下,维生素B12与纳米零价镍质量比1︰1,溶液pH为5.0,固液比0.3 g/L,反应时间30 min时,U(Ⅵ)的去除率达到98.54%,去除量达到85.36 mg/g。     

生物聚合硫酸铁去除U(VI)的絮凝试验

采用生物聚合硫酸铁絮凝剂对低浓度含铀废水进行絮凝试验研究,考察U(VI)溶液pH、絮凝剂投加量以及U(VI)初始浓度对絮凝效果的影响。结果表明,反应最佳pH范围在5~7,反应平衡时间为5 min,其絮凝过程符合Lagergren准二级反应动力学模型。含铀废水经生物聚合硫酸铁絮凝处理过后,残余铀浓度低于《铀加工与燃料制造设施辐射防护规定》（EJ 1056-2005）中的排放限值（0.05 mg/L）。     

电絮凝废水中Cr(Ⅵ)高效去除工艺条件及机理研究

水体Cr(Ⅵ)污染因污染物来源广泛、毒性强,易形成水体-土壤复合污染,其绿色、低成本达标治理已成为国内外环保工作者关注的热点及难点问题。采用电絮凝工艺进行废水中Cr(Ⅵ)污染去除,探索液相pH、槽电压、电解质浓度及初始Cr(Ⅵ)浓度对电絮凝Cr(Ⅵ)去除效率的影响,并通过对所得沉淀絮体的微观形貌、元素分布及物相组成分析,阐明Cr(Ⅵ)电絮凝沉淀去除机理。结果表明,Cr(Ⅵ)电絮凝去除的最佳工艺条件为液相pH=6.0,槽电压3.0 V,电解质浓度2.0%,在此条件下,初始浓度10.0mg/L的含铬废水,经12.0min电絮凝反应,出水铬浓度为0.018mg/L,去除效率达99.98%,满足饮用水Cr(Ⅵ)排放限值。机理分析研究表明,废水中的Cr(Ⅵ)经Fe²⁺还原为Cr(Ⅲ)后,以CrOOH与Cr(OH)3的形式经铁的氧化物/氢氧化物载带沉淀而去除。电絮凝工艺治理水体Cr(Ⅵ)污染具有去除效率高、速率快、污泥产生量低的特点,可为水体Cr(Ⅵ)污染的治理提供技术支持。     

改性CoFe_2O_4对溶液中U（Ⅵ）的吸附性能研究

以水热合成法制备CoFe_2O_4材料,考察溶液pH、固液比、时间、温度、初始U(Ⅵ)浓度等对CoFe_2O_4吸附溶液中U(Ⅵ)的影响。用扫描电镜(SEM)对材料进行表征,分析其去除U(Ⅵ)的机理。结果表明,CoFe_2O_4对U(Ⅵ)有很好的去除效果,在pH为5.5、固液比0.3g/L、反应时间120min、U(Ⅵ)溶液浓度30mg/L条件下,U(Ⅵ)最大吸附容量为73.9mg/g。     

柿单宁改性废纸对模拟铀(Ⅵ)废水的去除性能

以氧化后的废纸为交联剂固定废弃农作物中的柿单宁，采用“以废治废”的方法吸附水中的铀(Ⅵ)。通过间歇法来考察柿单宁改性废纸(DAWP-PT)在不同pH、不同时间和不同转速下对铀(Ⅵ)的吸附量。结果表明，DAWP-PT对铀(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和准二级动力学模型，为自发吸热熵增的吸附过程。DAWP-PT有望为含铀废水的治理提供一种全新的高效、无污染、低成本的吸附剂。     

钢渣负载羟基磷灰石复合材料对水溶液中铀的去除性能

采用溶胶—凝胶法制备出钢渣负载羟基磷灰石复合材料,并通过静态试验方法探讨pH、复合材料投加量、反应时间及铀初始浓度对复合材料吸附水溶液中U(Ⅵ)的影响。结果表明,复合材料对U(Ⅵ)具有较好的去除性能,在pH=4、投加量0.4g、反应时间120min的条件下,对初始浓度5mg/L的水溶液中U(Ⅵ)的去除接近完全,对应吸附量为1.25mg/g。复合材料对U(Ⅵ)的吸附过程为化学吸附,符合准二级动力学模型(R~2=0.996 9);Langmuir吸附等温线模型拟合(R~2=0.999 1)表明,吸附过程为吸附剂表面上的单层吸附;且通过R_L(R_L 0.063)的计算表明,复合材料对U(Ⅵ)的吸附极其接近不可逆吸附。     

CuInS_2光催化还原溶液中U(Ⅵ)的性能研究

通过溶剂热法制备了CuInS_2可见光响应型材料,借助SEM和XRD对材料进行表征分析。探究了不同溶液pH、反应时间、CuInS_2浓度、U(Ⅵ)初始浓度对CuInS_2光催化还原U(Ⅵ)性能的影响。结果表明,CuInS_2具有良好的光催化性能,在溶液pH=5.5、U(Ⅵ)初始浓度10.0 mg/L、CuInS_2浓度0.8g/L时,CuInS_2材料对溶液中U(Ⅵ)的去除效果最佳,去除率为87.81%,去除量为12.13mg/g。     

用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水试验研究

研究了用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水,考察了废水pH、改性膨润土用量、溶液初始铀(Ⅵ)质量浓度、反应时间、温度对吸附反应的影响。结果表明:用NaCl和STAB(十八烷基三甲基溴化铵)改性的膨润土(Na-Bentonite,STAB-Bentonite)都可用于从废水中吸附铀(Ⅵ);溶液中铀初始质量浓度30 mg/L、温度25℃条件下,Na-Bentonite对铀的最大吸附容量为13.4 mg/g;在溶液pH=4、吸附时间120 min条件下,STAB-Bentonite对铀(Ⅵ)的吸附量为22.35mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型,且受化学反应控制。     

纳米铁镍双金属去除溶液中U(Ⅵ)的性能研究

采用同步液相法制备纳米Fe/Ni双金属来去除溶液中的U(Ⅵ),通过BET、SEM等方法对双金属材料进行表征分析,用批试验法研究n(Fe)/n(Ni)比、pH、初始铀浓度、反应时间和温度对去除U(Ⅵ)的影响。结果表明,铁镍双金属体系去除U(Ⅵ)的最佳pH为3.5,反应平衡时间为30min,25℃时的饱和吸附量为161.91mg/g。