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。     

高岭土对酸性水中铀的吸附试验

黏土矿物的吸附作用是铀矿酸法地浸体系铀的迁移影响因素之一。采用高岭土与pH 2.0、铀浓度55mg/L的酸性含铀溶液在17℃恒温条件下开展了不同液固比的吸附试验。结果表明,经与高岭土作用97.5h后,不同液固比条件下液相铀浓度依次降至0.06～48.76mg/L,铀浓度与液固比正相关。铀浓度下降不仅因吸附作用,铀的水解沉淀是重要原因、甚至是主要原因。液固比越小,溶液pH上升幅度越大,铀水解沉淀越显著,pH=2.8～2.9是溶解铀开始发生明显沉淀的临界值。酸性条件下高岭土对铀的吸附量较小,且主要发生在初期短时间内,吸附反应进行0.5h时不同液固比试验吸附量为44.8～57.04μg/g,随后出现解吸的现象,解吸平衡后的铀吸附量总体与液固比正相关。解吸过程的发生与溶解铀水解沉淀导致液相铀含量降低、高岭土分子结构和表面电荷变化、以及水化学组分变化等多因素综合影响有关。     

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。     

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。     

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。     

CTAB改性铁柱撑膨润土的制备及其对废水中低浓度铀(Ⅵ)的吸附性能研究

研究了用CTAB改性铁柱撑膨润土制备CTAB-Fe-BNT吸附材料，并用于吸附废水中低浓度铀。采用SEM、XRD、BET、FT-IR表征了CTAB-Fe-BNT形貌、物相、比表面积及官能团，考察了溶液pH、温度、CTAB-Fe-BNT用量和吸附时间对吸附铀的影响，探讨了吸附动力学、热力学及吸附机制。结果表明：针对质量浓度10 mg/L、体积50 mL的含铀废水，在溶液pH=7、CTAB-Fe-BNT用量1 g/L、反应时间60 min、温度25℃、振荡速度165 r/min最佳条件下，铀平均吸附率达94.2%,最大吸附量为710.1 mg/g; CTAB-Fe-BNT循环使用5次后，铀吸附率仍保持在92%左右；吸附过程以化学吸附为主。CTAB-Fe-BNT有望用于从废水中去除铀。     

膨润土的钛柱撑改性及吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ)试验研究

研究了以钛酸丁酯Ti(n-C₄H₉O)为原料，无水乙醇为有机溶剂，采用溶胶-凝胶法制备钛柱化剂，再用所制备钛柱化剂对膨润土进行钛柱撑钠化改性。借助SEM与XRD表征了钛柱撑改性膨润土的结构和物相。考察了溶液pH、吸附时间、改性膨润土用量对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附去除的影响及反应动力学和热力学。结果表明：改性后膨润土对电镀废水中Cr(Ⅵ)的去除效果明显；对100 mL初始质量浓度4.0 mg/L、pH=4.0的含Cr(Ⅵ)溶液，在改性膨润土用量10 g/L、室温9 min条件下吸附，Cr(Ⅵ)吸附率达98.0%;废水pH对Cr(Ⅵ)去除效果影响较大；吸附过程可用Langmuir等温吸附模型描述，Cr(Ⅵ)饱和吸附量为3.05 mg/g,吸附反应以化学吸附为主；钛柱撑改性膨润土的循环使用性能还需进一步改进，后续应采取复合改性方式进一步提高其对Cr(Ⅵ)的去除能力。     

活性炭纤维对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能及再生试验研究

研究了活性炭纤维吸附废水中Cr(Ⅵ)、再生及吸附过程热力学和动力学,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对吸附前、后的活性炭纤维进行表征。结果表明:用活性炭纤维吸附Cr(Ⅵ),在废水体积50 mL、pH=2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度40 mg/L、吸附时间200 min、吸附剂用量0.5 g条件下,Cr(Ⅵ)吸附去除率为98.81%,Cr(Ⅵ)吸附量为3.95 mg/g;影响吸附过程的最重要因素为吸附剂用量;吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学吸附模型;用0.1 mol/L盐酸溶液对吸附Cr(Ⅵ)后的活性炭纤维进行洗涤、再生,然后重复试验,连续5次吸附后,Cr(Ⅵ)吸附去除率仍维持在91.47%。活性炭纤维表面呈束状结构,束间存在许多凹陷空间,表面主要官能团为—OH、N—H、■和■,对Cr(Ⅵ)的吸附主要是化学吸附。     

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。     

土著微生物菌群对某模拟铀尾矿废水中U(Ⅵ)和 Zn(Ⅱ)的去除机制

土著微生物因种类多、适应性强、共代谢作用等优势,用于原位治理铀尾矿废水中U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的污染。本文研究了筛选并驯化后的土著微生物菌群对低浓度铀、锌的去除效果,考察了菌液用量、温度、pH值、U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)初始浓度对土著微生物菌群除铀、锌性能的影响。结果表明,对于含1 mg/L U(Ⅵ)和10 mg/L Zn(Ⅱ)的中性混合溶液,土著微生物菌群(不动杆菌属44.69%、醋菌属31.48%、金黄色杆菌属14.71%)在温度35℃、菌液投加量10%时对2种重金属元素去除效果最好,U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的去除率均可达到94%以上,且反应迅速,在60 min基本达到平衡。微生物的表征分析表明菌落在与金属离子反应后的细胞周围出现一定量片状物质,新出现的U峰和Zn峰分别占据细胞比重的6.6%和0.62%。该研究为铀尾矿库废水中铀和重金属的治理提供了一定的技术支持。     

磁性二氧化锰对U(Ⅵ)的吸附性能

研究了采用一锅法制备磁性二氧化锰(Fe_3O_4@MnO_2),并用以从水溶液中去除U(Ⅵ)。采用Zeta电位仪、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X-射线衍射仪(XRD)表征Fe_3O_4、MnO_2和Fe_3O_4@MnO_2的结构,考察了溶液pH、接触时间、温度、U(Ⅵ)初始质量浓度对Fe_3O_4、MnO_2和Fe_3O_4@MnO_2吸附U(Ⅵ)的影响。结果表明:Fe_3O_4@MnO_2可用于从溶液中吸附U(Ⅵ),最佳吸附pH为6.0,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附反应可自发进行;Fe_3O_4、MnO_2和Fe_3O_4@MnO_2对U(Ⅵ)的吸附均符合Langmuir等温吸附模型,饱和吸附量分别为58.14、113.69和204.08 mg/g。Fe_3O_4@MnO_2是一种潜在高效吸附U(Ⅵ)的材料,可用以去除和回收放射性废水中的U(Ⅵ)。     

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。     

ACF/CNT复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以硝酸镍为催化剂前驱体,C2H2为碳源,H2为还原气,N2为载气,采用化学气相沉积法(CVD)在活性炭纤维(ACFs)毡体的纤维表面催化生长碳纳米管(CNTs),制备ACF/CNT复合材料。经测定,所制复合材料比表面积可达62.56 m2/g;扫描电镜分析表明,CNTs在ACFs表面分布均匀而致密,经过表面修饰可以作为1种良好的吸附材料。选择低浓度的六价铬(Cr(Ⅵ))溶液进行吸附研究,考察振荡时间、溶液pH值以及溶液的初始浓度等因素对吸附行为的影响。实验结果表明,初始Cr(Ⅵ)浓度为1 mg/L,在25℃时,随着振荡时间的增长溶液中Cr(Ⅵ)的脱除率逐渐增加,在150 min时达到最大值49.48%。溶液中Cr(Ⅵ)的脱除率随着pH的减小而增大,当pH值为2.0时脱除率达91.50%,对Cr(Ⅵ)的吸附量随着溶液初始浓度的增加而增大,但是当初始浓度到达5.0 mg/L时,脱除效率到达最大值后开始降低。并对ACF/CNT复合材料的吸附机制进行了探讨。     

新型三元复合材料对低浓度含铀废水的去除性能及机制

为解决羟基磷灰石(HAP)基吸附材料合成步骤复杂、易团聚及成本高等问题,采用一步水热法合成十六烷基三甲基溴化铵改性羟基磷灰石-膨润土(CTAB-HAP-B)三元复合材料,并研究其对低浓度含铀废水的去除性能。通过单因素试验和正交试验得出,当pH为4.0,铀(VI)浓度为10 mg·L^-1,时间为160 min,温度为室温(298.15 K), CTAB-HAP-B用量为0.05 g,转速为165 r·min^-1,废水体积为50 ml时,其对低浓度含铀废水去除率可达99%左右。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、 X射线衍射(XRD)、全自动比表面分析(BET)、全自动孔隙度分析(BJH)、 X射线光电子能谱(XPS)和傅立叶红外光谱(FTIR)对CTAB-HAP-B的形貌、比表面积、孔径、元素组成、晶型、表面官能团进行表征,得出其吸附机制主要为离子交换和官能团的配位。优化了HAP基吸附材料对低浓度含铀废水的去除性能,可为低浓度含铀废水的处理提供试验依据,并提出环境吸附材料的研究需利用不同材料之间的协同作用以克服单一吸附材料的局限性,该...     

季铵木质素对Cr(Ⅵ)的吸附

采用稻草制备的季铵木质素对Cr(Ⅵ)进行吸附,通过对吸附前后季铵木质素的傅里叶红外光谱 (FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析吸附过程的机理,考察了Cr(Ⅵ)起始浓度、温度、时间和起始pH对吸附效果的影响。结果表明,Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-形态被季铵和胺基吸附,部分被吸附后的HCrO4-被苯环上的烷基及酚羟基还原成Cr(Ⅲ)并被羧基吸附,少量Cr(Ⅵ)直接被电子官能团还原成Cr(Ⅲ)。当Cr(Ⅵ)起始浓度为50 mg/L、起始pH为1.08、120 min和25 ℃时,Cr(Ⅵ)去除率达到99.76%,吸附过程遵循准二级动力学和Langmuir模型,表明吸附过程为单分子层均质化学吸附。通过对季铵木质素吸附Cr(Ⅵ)的机理和行为研究,可以为稻草的资源化利用和铬的去除提供理论依据。     

羟基磷灰石复合材料对地下水中铀吸附去除研究进展

铀矿山尾矿库周边地下水在铀矿的风化、淋滤、渗漏等作用下,给地下水和人类带来长期的健康隐患。可渗透反应墙(PRB)作为一种原位修复技术,具有无动力运行、环境影响小和成本低等优点,已经在地下水污染修复中得到了应用。羟基磷灰石(HAP)因具有成本低、原料广泛、生物相容性等优点,成为去除地下水中铀废水的最具潜力介质材料。综述了羟基磷灰石在处理含铀废水中的影响因素,主要包括羟基磷灰石制备方法、改性方法,对含铀废水去除影响研究。并对羟基磷灰石除铀进行机理分析,包括羟基磷灰石形貌、铀溶液pH、共存阴离子等对铀的去除影响。羟基磷灰石(HAP)因具有成本低、原料广泛、生物相容性等优点,成为去除地下水铀的最具潜力介质材料。     

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。