改性微晶纤维素水凝胶对水中U(Ⅵ)的吸附性能研究

采用化学沉积法制备了微晶纤维素负载二氧化锰水凝胶(MCC@MnO₂/SA),用于吸附水中U(Ⅵ)。通过SEM-EDS、FTIR、XPS对水凝胶进行表征,并考察了不同pH值、接触时间、温度、U(Ⅵ)初始浓度条件下MCC@MnO₂/SA对U(Ⅵ)的吸附影响。结果表明,在U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L、pH值为4、温度为303 K,吸附6 h时,MCC@MnO₂/SA对U(Ⅵ)的最大吸附量达234.11 mg/g,比改性前提高了11%左右。吸附过程符合拟二级动力学,其等温吸附模型更契合Langmuir,主要为单分子层化学吸附,吸附是自发吸热过程;主要吸附机理是化学吸附和共价金属离子与表面电子结合产生的价力,MnO₂提供了更多官能团。该水凝胶经5次循环后去除率仍保持78%以上,具有再生利用性。     

茶渣吸附U(Ⅵ)的特性

通过静态吸附实验,考察了铀溶液初始pH、初始浓度以及吸附时间、吸附剂粒度、温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附过程的动力学行为及等温吸附特性,并通过红外光谱和扫描电镜探讨了吸附机理。结果表明:pH对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响较大,pH为2和6时吸附量分别为13.90、43.19 mg·g^-1。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程较慢,吸附过程需要12 h才能达到平衡。吸附过程的准二级动力学方程的拟合效果优于准一级动力学方程。吸附量随铀溶液浓度的增加而增大,而吸附率则相反。铀溶液初始浓度为10~100 mg·L^-1,相应的吸附量为9.40~70.05 mg·g^-1,吸附率为94.04%~70.05%。茶渣吸附U(Ⅵ)的动力学行为更符合准二级动力学方程,等温吸附数据对Freundlich方程的拟合度较高。茶渣粒度及温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响不大。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程中,起主要作用的基团有羟基、羰基、硝基、P-O、Si-O。     

Adsorption characteristics of U(Ⅵ)on tea waste

通过静态吸附实验,考察了铀溶液初始pH、初始浓度以及吸附时间、吸附剂粒度、温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附过程的动力学行为及等温吸附特性,并通过红外光谱和扫描电镜探讨了吸附机理。结果表明:pH对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响较大,pH为2和6时吸附量分别为13.90、43.19 mg·g^-1。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程较慢,吸附过程需要12 h才能达到平衡。吸附过程的准二级动力学方程的拟合效果优于准一级动力学方程。吸附量随铀溶液浓度的增加而增大,而吸附率则相反。铀溶液初始浓度为10~100 mg·L^-1,相应的吸附量为9.40~70.05 mg·g^-1,吸附率为94.04%~70.05%。茶渣吸附U(Ⅵ)的动力学行为更符合准二级动力学方程,等温吸附数据对Freundlich方程的拟合度较高。茶渣粒度及温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响不大。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程中,起主要作用的基团有羟基、羰基、硝基、P—O、Si—O。     

枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用机制

通过静态吸附-解吸实验,研究了枯草芽孢杆菌对U(Ⅵ)的吸附热力学和动力学,U(Ⅵ)的解吸和菌体内P的释放过程,利用扫描电镜、能谱(SEM-EDS)和红外光谱(FTIR)分析了作用机理。结果表明:当pH=5时,在1 L 50 mg·L^-1的铀溶液中,投加枯草芽孢杆菌1.384 mg(干重,DW),2 h后,铀的去除率和吸附量分别为85.34%和308.31 mg·g^-1(DW)。随着作用时间从2 h延长至48 h,铀的解吸率从52.13%下降至36.25%,菌体内释放到溶液中的P浓度从 0.12 mg·L^-1增加到0.40 mg·L^-1。枯草芽孢杆菌对水体中U(Ⅵ)的吸附行为可以用Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程较好地描述。作用过程是放热,可自发进行。SEM-EDS表明枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)作用后,菌体内部断裂呈短节状,铀沉积在细胞表面及周围,无明显晶体产物生成,FTIR图谱出现UO₂²⁺特征吸收峰,氨基、磷酸基团参与枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用。     

磁性交联壳聚糖对水溶液中铀(Ⅵ)离子的吸附行为

采用纳米Fe₃O₄作为磁流体包埋、戊二醛和硫脲进行交联壳聚糖,制备磁性交联壳聚糖（TTG-MCTS）。红外光谱（FTIR）和X射线能谱（EDS）分析结果表明,壳聚糖改性后,吸附能力得到提高,铀(Ⅵ)成功地被吸附在TTG-MCTS上。系统研究了溶液pH值、铀(Ⅵ)初始浓度及振荡时间对吸附容量的影响,继而得到最佳工艺条件。吸附过程用Langmuir等温式拟合优于用Freundlich等温式,最大吸附容量为161.3 mg·g^-1。较之拟一级动力学模型,拟二级动力学模型能更好地拟合实验数据。     

Adsorption behavior of U(Ⅵ) ions from aqueous solution on novel cross-linked magnetic chitosan beads

采用纳米Fe₃O₄作为磁流体包埋、戊二醛和硫脲进行交联壳聚糖,制备磁性交联壳聚糖（TTG-MCTS）。红外光谱（FTIR）和X射线能谱（EDS）分析结果表明,壳聚糖改性后,吸附能力得到提高,铀(Ⅵ)成功地被吸附在TTG-MCTS上。系统研究了溶液pH值、铀(Ⅵ)初始浓度及振荡时间对吸附容量的影响,继而得到最佳工艺条件。吸附过程用Langmuir等温式拟合优于用Freundlich等温式,最大吸附容量为161.3 mg·g^-1。较之拟一级动力学模型,拟二级动力学模型能更好地拟合实验数据。     

粉煤灰源C-S-H吸附U(Ⅵ)性能及机理

以粉煤灰铝回收过程的脱硅液为原料,通过控制钙硅摩尔比的常规沉淀法制备得到大比表面积介孔C-S-H（401 m²·g^-1）,系统研究了初始浓度、投加量、pH和离子强度对C-S-H吸附U（Ⅵ）过程的影响,以及吸附的热动力学特征,并评价了C-S-H去除实际含铀废水中毒性金属的性能。结果表明,通过控制合成条件实现了低品质硅钙渣向高附加值吸附材料的转变。0.75 g·L^-1 C-S-H在pH 2仍具有较高的平衡吸附容量（q_e=67.9 mg·g^-1）,在富含CO₃^2-的碱性溶液中UO₂（H₂O）₅²⁺转变为UO₂（CO₃）₃^4-不利于带负电的C-S-H表面吸附U（Ⅵ）。当C-S-H投加量升高至2～5 g·L^-1,材料对U（Ⅵ）的吸附去除效率即能维持在相对较高水平（C[U（Ⅵ）]_initial=500 mg·L^-1,去除率88.3%～93.5%）,吸附可在数小时内达到平衡,符合拟二级动力学模型和两阶段Weber-Morris方程模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附机理主要为离子交换（84.6%）和表面络合。材料对含铀废水中的U、Zn、Hg、Mn和Cd均表现出良好的吸附去除性能,因而C-S-H可成为在废水毒性金属去除方面极具应用前景的材料。     

纳米矿晶处理含铀废水的效能与机理研究

以凹凸棒土、海泡石、硅藻土等为原料制备了颗粒状的纳米矿晶(NMC)吸附剂,研究了NMC在不同pH值、NMC用量、吸附时间和铀离子(U(Ⅵ))初始质量浓度对U(Ⅵ)的去除效能的影响。通过扫描电镜、X射线能谱仪、红外光谱等检测手段解析了NMC吸附U(Ⅵ)的机理。研究结果表明:NMC适用于酸性条件下处理含铀废水。当含铀废水pH值、U(Ⅵ)质量浓度、NMC投加量分别为2.0,20.0 mg/L,30℃,7.0 g/L时,废水中U(Ⅵ)去除效率高达97.4%。NMC吸附U(Ⅵ)的过程以化学吸附为主,准二级吸附动力学模型相关系数R~2=0.991。扫描电镜和X射线能谱分析发现,U(Ⅵ)主要吸附在NMC的表面孔内;红外光谱分析结果表明配位、络合、离子交换也可能是NMC吸附U(Ⅵ)的机理,参与的主要基团有—OH,CO,C—N,NH~+,C—H和Si—OH。     

改性虾壳粉对水溶液中U(Ⅵ)的吸附性能研究

以水产业中产生的虾壳为原料进行改性,通过静态吸附实验探究H2O2改性后的虾壳粉对水中U(Ⅵ)的吸附影响因素。结果表明,当U(Ⅵ)溶液pH=3,改性虾壳粉投加量为0.2 g/L,U(Ⅵ)溶液质量浓度为10 mg/L,吸附时间为120 min时,改性虾壳粉对U(Ⅵ)的吸附量达到48.58 mg/g,pH对改性虾壳粉吸附U(Ⅵ)有较大影响。对吸附过程中的动力学分析以及吸附前后的改性虾壳粉的SEM、FTIR等表征结果表明:改性虾壳粉对U(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学方程和Freundlich吸附等温模型,改性虾壳粉对U(Ⅵ)吸附的主要官能团为羟基、氨基、磷酸基等基团。响应面分析结果表明,吸附时间一定时,改性虾壳粉对水中U(Ⅵ)的去除影响因素,pH改性虾壳粉投加量U(Ⅵ)溶液浓度。     

硝酸改性污泥基生物炭除U(Ⅵ)效果及机理分析

以城市污泥为原料制备出污泥基生物炭,并通过硝酸改性得到硝酸改性污泥基生物炭（SSB-AO）,探究了SSB-AO投加量、溶液初始pH、离子强度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度以及吸附温度等对SSB-AO去除U(Ⅵ)的影响,通过SEM-EDS、FTIR及XPS分析SSB-AO对U(Ⅵ)的去除机理。结果表明：SSB-AO对U(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主;等温吸附过程符合Langmuir模型。在30 ℃、NaNO3浓度为0.01 mol/L、吸附时间300 min、初始pH=6、U(Ⅵ)初始质量浓度为10~100 mg/L及SSB-AO投加量为0.6 g/L的条件下,SSB-AO去除U(Ⅵ)的理论最大吸附量为80.34 mg/g;通过5次吸附-解吸实验,其吸附率保持在88%以上,说明SSB-AO具有良好的重复使用性;SSB-AO去除U(Ⅵ)的机理为内表面络合作用、静电作用以及离子交换。研究显示硝酸处理污泥基生物炭能有效地提高其对U(Ⅵ)的吸附能力,为含U(Ⅵ)废水处理提供借鉴。     

改性麦秸对U(Ⅵ)的吸附性能及机理

通过静态吸附实验,研究了麦秸改性剂、溶液pH值、吸附时间、麦秸投加量、U(Ⅵ)初始浓度、温度对麦秸吸附U(VI)的影响,并对吸附机理进行了探讨.结果表明,经NaOH改性后的麦秸吸附率有了显著提高,改性后比改性前吸附率提高约52%;在303K、pH值3.0时,吸附于120min左右趋于平衡,平衡吸附量为1.20mg/g;吸附过程为自发进行的吸热反应,符合Freundlich方程;吸附动力学过程可用准二级吸附速率方程来描述;改性麦秸对U(Ⅵ)的吸附表现为配位络合吸附机理.     

铀在FeCl_3改性红壤上的吸附行为

采用分光光度法和批处理法研究了U(Ⅵ)在FeCl_3改性红壤上的吸附行为,并探讨了pH、离子强度、腐植酸、接触时间、温度等因素对吸附行为的影响。对天然红壤(NRE)和改性红壤(IMRE)进行SEM、XRD和FTIR表征,并讨论了U(Ⅵ)在改性红壤上的吸附动力学以及热力学行为。结果表明,改性红壤较天然红壤有更强的吸附能力,准二阶动力学模型可以用来描述铀在改性红壤上的吸附。通过对溶液pH和离子强度因素的研究,当溶液的pH8时吸附率随pH的升高而增大;随着pH的继续上升,吸附率则逐渐降低,并发现高离子强度不利于对铀的吸附。在较低pH下,腐植酸对吸附有加强的作用,而随着pH的上升,腐植酸对吸附有抑制作用。Freundlich模型可以较好地描述改性红壤对U(Ⅵ)的热力学吸附过程。相应的热力学函数表明,改性红壤对U(Ⅵ)的吸附为自发且吸热的过程。     

污泥基生物炭处理酸性含U（Ⅵ）废水的效能与机理

通过城市污泥(SS)慢速热解制备污泥基生物炭(SSB),并研究初始pH、投加量、共存离子、吸附时间和温度等因素对SSB去除U(Ⅵ)的影响,探讨吸附动力学和吸附等温线特征。通过元素分析、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析U(Ⅵ)吸附去除的机理。结果表明SSB去除U(Ⅵ)的适宜条件为:pH=3、投加量1 g/L、吸附时间240 min;在此条件下,在温度30℃时最大吸附量为34.51 mg/g。吸附动力学符合拟二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好描述生物炭对U(Ⅵ)的吸附行为。U(Ⅵ)吸附去除机理主要包括静电作用,与Si—O—Si的n-π相互作用,与羟基(—OH)、羧基(—COOH)的配位络合。通过5次吸附-解吸试验发现,U(Ⅵ)去除率和SSB再生率均在80%以上。本研究表明污泥基生物炭具备处理与修复酸性含U(Ⅵ)废水污染的潜力。     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

Bacillus-GO的制备及其对水中U(Ⅵ)的吸附

通过海藻酸钠包裹氧化石墨烯(GO)和Bacillus,合成了吸附剂Bacillus-GO。对吸附前和吸附后的BacillusGO进行了表征,通过单因素实验研究了pH、反应时间、初始U(Ⅵ)含量、吸附剂用量等对Bacillus-GO吸附U(Ⅵ)的影响,并运用动力学和等温线研究了吸附过程。结果表明,在pH为6.0、吸附剂用量0.5 g/L、30℃、初始U(Ⅵ)的质量浓度15 mg/L条件下,U(Ⅵ)的最大吸附量为30.73 mg/g。吸附符合准2级动力学、Langmuir等温线。经5次解吸附-重复利用实验,Bacillus-GO对U(Ⅵ)的吸附量仍高于80%。Bacillus-GO是一种较为理想的U(Ⅵ)生物吸附材料。     

改性木质素基水凝胶的制备及其对Cr（Ⅵ）和甲基橙的吸附研究

以木质素磺酸钠(LS-Na)为基础,通过接枝共聚反应引入阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC),制备了改性木质素基水凝胶(MLH),利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,并研究了其对模拟混合废水中Cr(Ⅵ)和甲基橙的竞争吸附作用及影响因素,同时开展了吸附动力学和等温吸附模型研究。结果表明,在pH值为5、MLH投加量为0.10 g、初始浓度为200 mg·L^-1、温度为30℃的条件下,Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附量分别为54.14 mg·g^-1和42.91 mg·g^-1;MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,Cr(Ⅵ)和甲基橙在MLH表面存在竞争吸附,且Cr(Ⅵ)更具被吸附优势;模拟混合废水中无机盐离子的存在会抑制MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附;MLH具有较好的重复再生性能。     

胺肟修饰MIL-53(Fe)衍生物的制备及其对铀的吸附性能研究

以六水合三氯化铁,2-氨基对苯二甲酸等为原料,通过化学合成法制备出一种新型吸附材料MIL-53 (Fe)胺肟衍生物(MIL-53(Fe)-AO)。通过粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构和形貌进行表征。同时考察pH值,铀溶液初始浓度,吸附剂投加量,反应时间与MIL-53(Fe)-AO吸附U(Ⅵ)的关系,并计算动力学参数。研究结果表明:室温25 ℃下,当pH值为5,铀溶液初始浓度为25 mg/L,吸附剂投加量为25 mg,反应1 h后MIL-53(Fe)-AO对铀的吸附率可以达到最大值且该吸附过程符合准二级动力学模型。此外,在多种离子共存的条件下,MIL-53(Fe)-AO表现出对U(Ⅵ)较好的选择性。     

改性文冠果活性炭吸附Ca~(2+)的研究

采用硝酸对文冠果活性炭进行氧化改性,探讨了Ca⁽²⁺⁾溶液初始浓度、吸附温度、时间、pH值对Ca(2+)溶液初始浓度、吸附温度、时间、pH值对Ca⁽²⁺⁾吸附的影响。分析了吸附热力学和动力学,初步探讨了吸附机理。实验表明,当Ca(2+)吸附的影响。分析了吸附热力学和动力学,初步探讨了吸附机理。实验表明,当Ca⁽²⁺⁾的初始浓度为500 mg/L,吸附温度为40℃,吸附时间为120 min,pH值为2时,吸附量最大,可达285.9 mg/g。硝酸改性文冠果活性炭吸附Ca(2+)的初始浓度为500 mg/L,吸附温度为40℃,吸附时间为120 min,pH值为2时,吸附量最大,可达285.9 mg/g。硝酸改性文冠果活性炭吸附Ca⁽²⁺⁾符合伪二级动力学模型和Langmuir等温线模型,吉布斯自由能ΔG°<0、焓变ΔH°<0、熵变ΔS°<0,表明该吸附是一个自发的放热过程。     

疏水性MCM-41分子模板剂对水中U(Ⅵ)的吸附性能试验研究

采用水热合成法制备了疏水性介孔二氧化硅材料(MCM-41-dry)并经煅烧制得亲水性介孔二氧化硅材料(MCM-41-cal)。试验探讨了pH值、吸附时间、投加量以及U(Ⅵ)初始浓度等因素对MCM-41材料煅烧前后吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用SEM、EDS、BET和FTIR分析其吸附机理。试验结果表明,MCM-41-dry材料因具有有机模板剂,其吸附效果远高于MCM-41-cal的吸附效果;当pH值为5,吸附时间为180 min,温度为30℃,MCM-41-dry投加量为0.2 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L时,其对U(Ⅵ)的吸附率可达99.2%;Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程能较好的拟合其吸附过程,当T=303 K时,理论饱和吸附量为241.935 mg/g,吸附为单分子层吸附,以化学吸附为主。通过BET、FTIR表征则说明MCM-41-dry具有六方形介孔结构能吸附U(Ⅵ),官能团羟基和氨基发挥了很大的作用。