高效吸附碘材料的制备及其吸附性能和机理研究
随着核工业的迅猛发展，不可避免产生大量具有放射性的工业废水。这些废水往往含有一些裂变产物如镧系和锕系元素，因此对放射性废水进行适当的处理有着十分重要的科学和现实意义。本文合成花状微球ZIF-67@CuBi-CO32--LDHs，立方体型Ag2O/Ag2CO3以及球形Ag-Ag2O-CSs等复合材料。同时利用SEM、EDS、XRD、FT-IR、XPS等分析测试手段对材料进行结构和表面特性分析，并研究上述材料对水溶液中碘的吸附行为，探究吸附时间、pH、共存离子、温度等因素对吸附性能的影响。 （ 1 ）采用反应过程速率适中，无需控制 pH 值的尿素水热法制备花状微球CuBi-CO3-LDHs。再通过共沉淀法合成ZIF-67@CuBi-CO3-LDHs，并利用XRD、FTIR、SEM、EDS 对其结构进行表征，结果表明 ZIF-67 成功地固定在CuBi-CO3-LDHs上，ZIF-67的掺杂并未改变CuBi-CO3-LDHs晶体结构。通过吸附等温线、吸附动力学和吸附-解吸-吸附实验，探究ZIF-67@CuBi-CO3-LDHs吸附性能的影响。实验结果表明，ZIF-67@CuBi-CO3-LDHs对碘分子具有良好的吸附性能，其最大吸附容量为285.55 mg/g。其吸附过程符合 Freundlich 等温吸附模型和准二级动力学模型，说明 ZIF-67@CuBi-CO3-LDHs 对碘的吸附过程是多分子层吸附过程，以化学吸附为主，其吸附解吸过程是可逆的。 （2）采用简单的离子交换法合成立方体型Ag2O/Ag2CO3，探究Ag2O/Ag2CO3对碘离子的吸附性能及其机理。结果表明，Ag2O/Ag2CO3对碘离子有良好的吸附性能和高选择性，材料表面的吸附受 pH值影响较小。在 pH 值为7.0，吸附剂浓度为0.2 g/L，25℃ 的条件下，其理论最大吸附容量为1406.02 mg/g。Ag2O/Ag2CO3对碘离子的吸附是一个以多层吸附与孔内扩散为主的化学吸附过程。 （3）通过浸渍法将单质银及氧化银担载到球形活性炭载体上，合成Ag-Ag2O-C-Ss复合材料。通过SEM、EDS、XRD、XPS等测试手段对改性前后复合材料的微观结构进行表征分析，结合改性前后吸附效果对比，研究 Ag-Ag2O-CSs 对碘的吸附性能及其机理。研究表明，Ag-Ag2O-CSs受共存离子的影响较小，对碘具有较好的选择性。Ag-Ag2O-CSs复合材料对碘吸附过程热力学符合Freundlich模型，复合材料单层饱和吸附量为374. 91 mg/g。升高温度有利于对碘的吸附，吸附动力学符合准二级动力学模型，说明该吸附过程伴随着化学吸附，颗粒内扩散不是唯一的吸附控制步骤。
双金属氢氧化物;吸附剂;吸附性能;废水处理
青海师范大学
硕士
无机化学
陈元涛
2018
中文
TQ424;X703
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）