新型功能化吸附剂及其应用

第1章绪论1
1．1研究背景1
1．2研究意义2
1．3铀矿冶含铀废水处理的研究现状3
1．3．1铀矿冶含铀废水的传统处理方法3
1．3．2铀矿冶含铀废水的新兴处理方法5
1．3．3铀矿冶含铀废水的生物吸附处理方法6
1．3．4铀矿冶含铀废水的纳米材料吸附处理方法12
1．3．5功能化磁性生物吸附剂及其应用研究现状15
1．3．6新型功能化介孔氧化硅吸附剂及其应用研究现状16
1．3．7功能化磁性载体固定耐辐射奇球菌及其应用研究现状16
本章小结17
第2章化学修饰啤酒酵母菌及其吸附铀的性能研究19
2．1引言19
2．2实验方法20
2．2．1啤酒酵母菌的交联和预处理20
2．2．2胱氨酸修饰啤酒酵母菌及其固定化20
2．2．3吸附实验20
2．2．4解吸附实验21
2．3胱氨酸修饰啤酒酵母菌的结构表征21
2．3．1红外光谱(FTIR)分析21
2．3．2扫描电镜(SEM)分析22
2．4胱氨酸修饰啤酒酵母菌吸附铀的性能23
2．4．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响23
2．4．2吸附时间对铀的吸附效果的影响23
2．4．3吸附剂SC、MSC吸附铀的动力学模型24
2．4．4吸附剂SC、MSC吸附铀的等温吸附模型26
2．5吸附剂的再生能力分析27
本章小结28
第3章氨基功能化改性磁性纳米Fe3O4及其吸附铀的性能研究29
3．1引言29
3．2实验方法30
3．2．1磁性纳米Fe3O4粒子的制备30
3．2．2表面氨基功能化的磁性纳米Fe3O4粒子的制备30
3．2．3样品表征30
3．2．4吸附实验30
3．2．5解吸附实验32
3．3纳米Fe3O4粒子和Fe3O4—NH2纳米颗粒的结构表征32
3．3．1红外光谱分析32
3．3．2X射线粉末衍射(XRD)分析33
3．4纳米Fe3O4粒子和Fe3O4—NH2纳米颗粒吸附铀的性能33
3．4．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响33
3．4．2铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响34
3．4．3吸附剂用量对铀的吸附效果的影响35
3．4．4吸附时间对铀的吸附效果的影响及其吸附动力学36
3．4．5温度对铀的吸附效果的影响及其吸附热力学38
3．5吸附剂的再生能力分析40
本章小结41
第4章纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌及其吸附铀的性能研究43
4．1引言43
4．2实验方法44
4．2．1氯乙酰修饰啤酒酵母菌44
4．2．2磁性纳米Fe3O4的羧基化44
4．2．3磁性纳米Fe3O4接枝负载啤酒酵母菌44
4．2．4吸附实验45
4．2．5解吸附实验45
4．2．6吸附机理分析实验46
4．3纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌吸附铀的性能46
4．3．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响46
4．3．2铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响47
4．3．3吸附剂用量对铀的吸附效果的影响47
4．3．4吸附剂粒径大小对铀的吸附效果的影响48
4．3．5吸附剂NFSC吸附铀的动力学模型49
4．3．6吸附剂NFSC吸附铀的等温吸附模型51
4．4吸附剂的再生能力分析52
4．5吸附剂NFSC的结构表征52
4．5．1扫描电镜分析52
4．5．2能谱(EDS)分析53
本章小结54
第5章新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15及其吸附铀的性能研究55
5．1引言55
5．2实验方法55
5．2．1介孔氧化硅SBA-15的合成55
5．2．2新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15的制备56
5．2．3样品表征56
5．2．4吸附实验56
5．3吸附剂G-PA-SBA-15的结构表征57
5．3．1扫描电镜分析57
5．3．2X射线粉末衍射分析57
5．3．3孔结构分析58
5．4吸附剂G-PA-SBA-15吸附铀的性能58
5．4．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响58
5．4．2吸附时间对铀的吸附效果的影响59
5．4．3铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响60
5．4．4温度对铀的吸附效果的影响61
5．4．5吸附剂G-PA-SBA-15吸附铀的动力学模型61
5．4．6吸附剂G-PA-SBA-15吸附铀的等温吸附模型62
本章小结62
第6章功能化炭基磁性介孔材料的制备及其吸附铀的性能研究64
6．1引言64
6．2实验方法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备65
6．2．3炭基磁性介孔氧化硅的有机功能化改性65
6．2．4样品表征65
6．2．5吸附实验65
6．2．6解吸附实验66
6．3吸附剂FCMMC的结构表征66
6．3．1红外光谱分析66
6．3．2N2吸附-脱附等温线及孔径分布曲线分析67
6．4吸附剂FCMMC吸附铀的性能67
6．4．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响67
6．4．2铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响68
6．4．3吸附剂用量对铀的吸附效果的影响69
6．4．4吸附剂FCMMC吸附铀的动力学模型69
6．4．5吸附剂FCMMC吸附铀的等温吸附模型70
6．5吸附剂的再生能力分析71
本章小结71
第7章功能化磁性载体固定耐辐射奇球菌及其吸附铀的性能研究73
7．1引言73
7．2实验方法74
7．2．1酰氯功能化磁性纳米Fe3O4粒子74
7．2．2化学修饰DR菌74
7．2．3功能化磁性载体固定DR菌74
7．2．4吸附-解吸实验74
7．2．5样品表征75
7．3吸附剂NFGDR吸附铀的性能75
7．3．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响75
7．3．2吸附时间对铀的吸附效果的影响76
7．3．3铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响77
7．3．4吸附剂用量对铀的吸附效果的影响77
7．3．5吸附剂NFGDR吸附铀的动力学模型78
7．3．6吸附剂NFGDR吸附铀的等温吸附模型78
7．4吸附剂的再生能力分析79
7．5吸附剂NFGDR的结构表征79
7．5．1红外光谱分析79
7．5．2扫描电镜分析80
本章小结80
第8章偕胺肟化杯［4］芳烃及其吸附铀的性能研究82
8．1引言82
8．2实验方法83
8．2．1偕胺肟化杯［4］芳烃的合成83
8．2．2吸附实验83
8．2．3解吸附实验84
8．3偕胺肟化杯［4］芳烃的结构表征84
8．4偕胺肟化杯［4］芳烃吸附铀的性能85
8．4．1溶液温度对铀的吸附效果的影响85
8．4．2溶液pH值对铀的吸附效果的影响85
8．4．3铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响86
8．4．4吸附剂用量对铀的吸附效果的影响86
8．5吸附剂的再生能力分析87
本章小结88
第9章功能化杯［4］芳烃对称硫醚衍生物及其吸附铀的性能研究89
9．1引言89
9．2实验方法90
9．2．1杯［4］芳烃对称硫醚衍生物的制备90
9．2．2吸附实验90
9．3吸附剂杯［4］芳烃对称硫醚衍生物的结构表征91
9．4吸附剂杯［4］芳烃对称硫醚衍生物吸附铀的性能92
9．4．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响92
9．4．2铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响92
9．4．3吸附剂用量对铀的吸附效果的影响93
9．4．4吸附时间对铀的吸附效果的影响94
9．4．5吸附剂杯［4］芳烃对称硫醚衍生物吸附铀的动力学模型94
9．4．6吸附剂杯［4］芳烃对称硫醚衍生物吸附铀的等温吸附模型95
本章小结95
第10章磁性功能改性杯［4］芳烃胺肟衍生物及其吸附铀的性能研究97
10．1引言97
10．2实验方法97
10．2．1杯［4］芳烃胺肟衍生物磁性功能化97
10．2．2吸附实验98
10．2．3解吸附实验98
10．3吸附剂MFM-AOCA的结构表征98
10．3．1红外光谱分析98
10．3．2扫描电镜分析99
10．4吸附剂MFM-AOCA吸附铀的性能99
10．4．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响99
10．4．2铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响100
10．4．3吸附剂用量对铀的吸附效果的影响101
10．4．4吸附剂MFM-AOCA吸附铀的动力学模型101
10．4．5吸附剂MFM-AOCA吸附铀的等温吸附模型102
10．5吸附剂的再生能力分析103
本章小结104
第11章新型磁性螯合聚合物及其吸附铀的性能研究105
11．1引言105
11．2实验方法105
11．2．1吸附剂的制备105
11．2．2吸附实验106
11．2．3样品表征107
11．3吸附剂Fe3O4@SiO2-P-AO的结构表征107
11．3．1红外光谱分析107
11．3．2扫描电镜分析108
11．4吸附剂Fe3O4@SiO2-P-AO吸附铀的性能109
11．4．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响109
11．4．2溶液固液比对铀的吸附效果的影响110
11．4．3吸附时间对铀的吸附效果的影响111
11．4．4铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响111
11．4．5吸附剂Fe3O4@SiO2-P-AO吸附铀的动力学模型112
11．4．6吸附剂Fe3O4@SiO2-P-AO吸附铀的等温吸附模型114
本章小结115
第12章聚丙烯腈/氧化石墨烯复合材料及其吸附铀的性能研究116
12．1引言116
12．2实验方法116
12．2．1氧化石墨烯的制备116
12．2．2聚丙烯腈/氧化石墨烯的制备117
12．2．3聚丙烯腈/氧化石墨烯的偕胺肟化复合材料(P-AO/GO)的制备117
12．2．4样品表征117
12．3吸附剂P-AO/GO的结构表征117
12．3．1X射线粉末衍射分析117
12．3．2红外光谱分析118
12．4吸附剂P-AO/GO吸附铀的性能118
12．4．1溶液pH值对铀的吸附效果的影响118
12．4．2溶液固液比对铀的吸附效果的影响119
12．4．3吸附时间对铀的吸附效果的影响120
12．4．4铀的初始浓度对铀的吸附效果的影响121
12．4．5吸附剂P-AO/GO吸附铀的动力学模型122
12．4．6吸附剂P-AO/GO吸附铀的等温吸附模型123
本章小结124
第13章放射性废水处理应用实例、方法与综合利用125
13．1引言125
13．2放射性废水处理应用实例125
13．2．1中放废水处理125
13．2．2弱放废水处理129
13．2．3含铀弱放废水处理站134
13．2．4弱放废水自然蒸发池135
13．3放射性废水处理新方法136
13．3．1生物处理法136
13．3．2膜分离处理法139
13．4放射性废水综合利用164
13．4．1放射性废水中回收铀和镭164
13．4．2核燃料后处理高放废液中提取裂变同位素和超铀元素165
参考文献175