新型功能化吸附劑及其應用

第1章緒論1
1．1研究背景1
1．2研究意義2
1．3鈾礦冶含鈾廢水處理的研究現(xiàn)狀3
1．3．1鈾礦冶含鈾廢水的傳統(tǒng)處理方法3
1．3．2鈾礦冶含鈾廢水的新興處理方法5
1．3．3鈾礦冶含鈾廢水的生物吸附處理方法6
1．3．4鈾礦冶含鈾廢水的納米材料吸附處理方法12
1．3．5功能化磁性生物吸附劑及其應用研究現(xiàn)狀15
1．3．6新型功能化介孔氧化硅吸附劑及其應用研究現(xiàn)狀16
1．3．7功能化磁性載體固定耐輻射奇球菌及其應用研究現(xiàn)狀16
本章小結17
第2章化學修飾啤酒酵母菌及其吸附鈾的性能研究19
2．1引言19
2．2實驗方法20
2．2．1啤酒酵母菌的交聯(lián)和預處理20
2．2．2胱氨酸修飾啤酒酵母菌及其固定化20
2．2．3吸附實驗20
2．2．4解吸附實驗21
2．3胱氨酸修飾啤酒酵母菌的結構表征21
2．3．1紅外光譜(FTIR)分析21
2．3．2掃描電鏡(SEM)分析22
2．4胱氨酸修飾啤酒酵母菌吸附鈾的性能23
2．4．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響23
2．4．2吸附時間對鈾的吸附效果的影響23
2．4．3吸附劑SC、MSC吸附鈾的動力學模型24
2．4．4吸附劑SC、MSC吸附鈾的等溫吸附模型26
2．5吸附劑的再生能力分析27
本章小結28
第3章氨基功能化改性磁性納米Fe3O4及其吸附鈾的性能研究29
3．1引言29
3．2實驗方法30
3．2．1磁性納米Fe3O4粒子的制備30
3．2．2表面氨基功能化的磁性納米Fe3O4粒子的制備30
3．2．3樣品表征30
3．2．4吸附實驗30
3．2．5解吸附實驗32
3．3納米Fe3O4粒子和Fe3O4—NH2納米顆粒的結構表征32
3．3．1紅外光譜分析32
3．3．2X射線粉末衍射(XRD)分析33
3．4納米Fe3O4粒子和Fe3O4—NH2納米顆粒吸附鈾的性能33
3．4．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響33
3．4．2鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響34
3．4．3吸附劑用量對鈾的吸附效果的影響35
3．4．4吸附時間對鈾的吸附效果的影響及其吸附動力學36
3．4．5溫度對鈾的吸附效果的影響及其吸附熱力學38
3．5吸附劑的再生能力分析40
本章小結41
第4章納米Fe3O4負載啤酒酵母菌及其吸附鈾的性能研究43
4．1引言43
4．2實驗方法44
4．2．1氯乙酰修飾啤酒酵母菌44
4．2．2磁性納米Fe3O4的羧基化44
4．2．3磁性納米Fe3O4接枝負載啤酒酵母菌44
4．2．4吸附實驗45
4．2．5解吸附實驗45
4．2．6吸附機理分析實驗46
4．3納米Fe3O4負載啤酒酵母菌吸附鈾的性能46
4．3．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響46
4．3．2鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響47
4．3．3吸附劑用量對鈾的吸附效果的影響47
4．3．4吸附劑粒徑大小對鈾的吸附效果的影響48
4．3．5吸附劑NFSC吸附鈾的動力學模型49
4．3．6吸附劑NFSC吸附鈾的等溫吸附模型51
4．4吸附劑的再生能力分析52
4．5吸附劑NFSC的結構表征52
4．5．1掃描電鏡分析52
4．5．2能譜(EDS)分析53
本章小結54
第5章新型功能化吸附劑G-PA-SBA-15及其吸附鈾的性能研究55
5．1引言55
5．2實驗方法55
5．2．1介孔氧化硅SBA-15的合成55
5．2．2新型功能化吸附劑G-PA-SBA-15的制備56
5．2．3樣品表征56
5．2．4吸附實驗56
5．3吸附劑G-PA-SBA-15的結構表征57
5．3．1掃描電鏡分析57
5．3．2X射線粉末衍射分析57
5．3．3孔結構分析58
5．4吸附劑G-PA-SBA-15吸附鈾的性能58
5．4．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響58
5．4．2吸附時間對鈾的吸附效果的影響59
5．4．3鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響60
5．4．4溫度對鈾的吸附效果的影響61
5．4．5吸附劑G-PA-SBA-15吸附鈾的動力學模型61
5．4．6吸附劑G-PA-SBA-15吸附鈾的等溫吸附模型62
本章小結62
第6章功能化炭基磁性介孔材料的制備及其吸附鈾的性能研究64
6．1引言64
6．2實驗方法65
6．2．1介孔氧化硅SBA-15的合成65
6．2．2炭基磁性介孔氧化硅的制備65
6．2．3炭基磁性介孔氧化硅的有機功能化改性65
6．2．4樣品表征65
6．2．5吸附實驗65
6．2．6解吸附實驗66
6．3吸附劑FCMMC的結構表征66
6．3．1紅外光譜分析66
6．3．2N2吸附-脫附等溫線及孔徑分布曲線分析67
6．4吸附劑FCMMC吸附鈾的性能67
6．4．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響67
6．4．2鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響68
6．4．3吸附劑用量對鈾的吸附效果的影響69
6．4．4吸附劑FCMMC吸附鈾的動力學模型69
6．4．5吸附劑FCMMC吸附鈾的等溫吸附模型70
6．5吸附劑的再生能力分析71
本章小結71
第7章功能化磁性載體固定耐輻射奇球菌及其吸附鈾的性能研究73
7．1引言73
7．2實驗方法74
7．2．1酰氯功能化磁性納米Fe3O4粒子74
7．2．2化學修飾DR菌74
7．2．3功能化磁性載體固定DR菌74
7．2．4吸附-解吸實驗74
7．2．5樣品表征75
7．3吸附劑NFGDR吸附鈾的性能75
7．3．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響75
7．3．2吸附時間對鈾的吸附效果的影響76
7．3．3鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響77
7．3．4吸附劑用量對鈾的吸附效果的影響77
7．3．5吸附劑NFGDR吸附鈾的動力學模型78
7．3．6吸附劑NFGDR吸附鈾的等溫吸附模型78
7．4吸附劑的再生能力分析79
7．5吸附劑NFGDR的結構表征79
7．5．1紅外光譜分析79
7．5．2掃描電鏡分析80
本章小結80
第8章偕胺肟化杯［4］芳烴及其吸附鈾的性能研究82
8．1引言82
8．2實驗方法83
8．2．1偕胺肟化杯［4］芳烴的合成83
8．2．2吸附實驗83
8．2．3解吸附實驗84
8．3偕胺肟化杯［4］芳烴的結構表征84
8．4偕胺肟化杯［4］芳烴吸附鈾的性能85
8．4．1溶液溫度對鈾的吸附效果的影響85
8．4．2溶液pH值對鈾的吸附效果的影響85
8．4．3鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響86
8．4．4吸附劑用量對鈾的吸附效果的影響86
8．5吸附劑的再生能力分析87
本章小結88
第9章功能化杯［4］芳烴對稱硫醚衍生物及其吸附鈾的性能研究89
9．1引言89
9．2實驗方法90
9．2．1杯［4］芳烴對稱硫醚衍生物的制備90
9．2．2吸附實驗90
9．3吸附劑杯［4］芳烴對稱硫醚衍生物的結構表征91
9．4吸附劑杯［4］芳烴對稱硫醚衍生物吸附鈾的性能92
9．4．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響92
9．4．2鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響92
9．4．3吸附劑用量對鈾的吸附效果的影響93
9．4．4吸附時間對鈾的吸附效果的影響94
9．4．5吸附劑杯［4］芳烴對稱硫醚衍生物吸附鈾的動力學模型94
9．4．6吸附劑杯［4］芳烴對稱硫醚衍生物吸附鈾的等溫吸附模型95
本章小結95
第10章磁性功能改性杯［4］芳烴胺肟衍生物及其吸附鈾的性能研究97
10．1引言97
10．2實驗方法97
10．2．1杯［4］芳烴胺肟衍生物磁性功能化97
10．2．2吸附實驗98
10．2．3解吸附實驗98
10．3吸附劑MFM-AOCA的結構表征98
10．3．1紅外光譜分析98
10．3．2掃描電鏡分析99
10．4吸附劑MFM-AOCA吸附鈾的性能99
10．4．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響99
10．4．2鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響100
10．4．3吸附劑用量對鈾的吸附效果的影響101
10．4．4吸附劑MFM-AOCA吸附鈾的動力學模型101
10．4．5吸附劑MFM-AOCA吸附鈾的等溫吸附模型102
10．5吸附劑的再生能力分析103
本章小結104
第11章新型磁性螯合聚合物及其吸附鈾的性能研究105
11．1引言105
11．2實驗方法105
11．2．1吸附劑的制備105
11．2．2吸附實驗106
11．2．3樣品表征107
11．3吸附劑Fe3O4@SiO2-P-AO的結構表征107
11．3．1紅外光譜分析107
11．3．2掃描電鏡分析108
11．4吸附劑Fe3O4@SiO2-P-AO吸附鈾的性能109
11．4．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響109
11．4．2溶液固液比對鈾的吸附效果的影響110
11．4．3吸附時間對鈾的吸附效果的影響111
11．4．4鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響111
11．4．5吸附劑Fe3O4@SiO2-P-AO吸附鈾的動力學模型112
11．4．6吸附劑Fe3O4@SiO2-P-AO吸附鈾的等溫吸附模型114
本章小結115
第12章聚丙烯腈/氧化石墨烯復合材料及其吸附鈾的性能研究116
12．1引言116
12．2實驗方法116
12．2．1氧化石墨烯的制備116
12．2．2聚丙烯腈/氧化石墨烯的制備117
12．2．3聚丙烯腈/氧化石墨烯的偕胺肟化復合材料(P-AO/GO)的制備117
12．2．4樣品表征117
12．3吸附劑P-AO/GO的結構表征117
12．3．1X射線粉末衍射分析117
12．3．2紅外光譜分析118
12．4吸附劑P-AO/GO吸附鈾的性能118
12．4．1溶液pH值對鈾的吸附效果的影響118
12．4．2溶液固液比對鈾的吸附效果的影響119
12．4．3吸附時間對鈾的吸附效果的影響120
12．4．4鈾的初始濃度對鈾的吸附效果的影響121
12．4．5吸附劑P-AO/GO吸附鈾的動力學模型122
12．4．6吸附劑P-AO/GO吸附鈾的等溫吸附模型123
本章小結124
第13章放射性廢水處理應用實例、方法與綜合利用125
13．1引言125
13．2放射性廢水處理應用實例125
13．2．1中放廢水處理125
13．2．2弱放廢水處理129
13．2．3含鈾弱放廢水處理站134
13．2．4弱放廢水自然蒸發(fā)池135
13．3放射性廢水處理新方法136
13．3．1生物處理法136
13．3．2膜分離處理法139
13．4放射性廢水綜合利用164
13．4．1放射性廢水中回收鈾和鐳164
13．4．2核燃料后處理高放廢液中提取裂變同位素和超鈾元素165
參考文獻175