有機(jī)質(zhì)炭對鈾(Ⅵ)吸附性能的研究.pdf

1、骨粉、松針、殼聚糖是日常生活中常見的有機(jī)質(zhì)材料，具有廉價、分布范圍廣、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，用作制炭的原料可以大大降低制備成本，其制備的有機(jī)質(zhì)炭是一種環(huán)境友好型吸附劑，用于水中重金屬離子吸附，二次污染較小。采用熱解法和水熱法制備出有機(jī)質(zhì)炭，通過X射線衍射（XRD）、紅外光譜分析（FT-IR）、掃描電鏡（SEM）、N2吸附脫附表征炭材料的物理和化學(xué)性質(zhì)。研究了溶液的 pH、吸附時間、鈾（VI）溶液的初始濃度、吸附溫度對有機(jī)質(zhì)炭吸附鈾(VI)的影

2、響，研究了吸附動力學(xué)、等溫吸附和熱力學(xué)，用以確定其吸附機(jī)理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過熱解法對骨粉進(jìn)行處理，在保護(hù)氣存在下依據(jù)熱解溫度的不同制備出不同的骨基質(zhì)炭，在無保護(hù)氣存在下制備出骨灰。表征得出幾種炭材料的主要成分是羥基磷灰石，骨基質(zhì)炭是一種介孔材料。骨基質(zhì)炭吸附U(VI)的行為符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和Langmuir等溫吸附模型，即表明吸附主要是受化學(xué)作用控制的單層吸附過程，是吸熱且自發(fā)的過程。熱解法處理后制備的骨基質(zhì)炭

3、和骨灰對U(VI)的吸附都要強(qiáng)于骨粉，但吸附方式并沒有發(fā)生變化。⑵使用松針作為原料，檸檬酸作為活化劑，通過水熱法制備出水熱炭（HTC），使用硝酸進(jìn)行羧基化處理，制備出羧基化水熱炭（HTC-COOH）。表征結(jié)果得出硝酸處理后水熱炭中引入大量的羧基官能團(tuán)，孔徑未發(fā)生太大變化。兩種水熱炭吸附U(VI)的行為符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和Langmuir等溫吸附模型，即表明吸附主要是受化學(xué)作用控制的單層吸附過程，是一種吸熱且自發(fā)的過程。羧基化處理后，水

4、熱炭吸附U(VI)的能力得到了提高，吸附方式?jīng)]有變化。⑶采用殼聚糖（CTS）作為制備水熱炭的碳源，通過一部步水熱法制備水熱炭，其間不加入任何有毒的交聯(lián)劑，在不同水熱溫度（170-210℃）和水熱時間（3-48h）下制備出不同的殼聚糖水熱炭（CHC）。表征結(jié)果表明氨基并沒有參與水熱反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)隨著水熱溫度的升高和水熱時間的延長，水熱炭在酸性溶液中的穩(wěn)定性越高，但對 U(VI)的吸附有所下降。CHC和CTS吸附 U(VI)的行為符合準(zhǔn)二級