张飞飞:多孔生物质炭及其复合物的制备与铀吸附性能研究论文

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本文主要研究内容

作者张飞飞(2019)在《多孔生物质炭及其复合物的制备与铀吸附性能研究》一文中研究指出:随着化石燃料的短缺和日益增长的环境污染问题,核能作为绿色清洁能源之一也随之不断开发和发展。核电发展的同时,面临着陆地铀资源短缺的问题,而海洋中贮存丰富的铀资源。因此,积极开发和设计新型高效的海水提铀吸附材料,有利于我国核能事业的持续发展,具有重要的战略意义。生物质衍生的碳材料具有来源广、环境友好、孔隙率高、化学/热稳定性等优点,在水相中富集铀领域有潜在的应用价值。本文利用生物质脱脂棉、橘子皮作为碳源,通过高温热解,制备多孔生物质炭材料,再经化学法改性,合成了三种高性能的铀吸附材料,并对合成的吸附剂通过循环吸附-脱附实验、离子竞争实验,评价吸附材料的吸附性能、循环再生性和选择性。以脱脂棉为碳源,经两步高温热解和化学活化制备多孔纤维状生物质炭(CFA),再用HNO3氧化合成羧基化CFA(CFA-AO)。氧化后,吸附性能提高,最佳pH值为6.0;CFA-AO可在60 min内达到饱和吸附,对铀酰离子的吸附过程遵循准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,在298.15 K温度下,CFA-AO的最大吸附容量为312.8 mg g-1。CFA-AO经5次循环吸附-脱附测试后表现出较好的循环再生性;结合XPS分析,推测吸附过程为-COOH与铀的配位作用以及-CH2OH对铀的还原作用。以脱脂棉为碳源,经一步高温热解合成三维多孔碳材料(CDPC),通过简单水热法制备氨基化磁性生物质炭(CDPC/CoFe2O4-NH2)。复合后,CDPC/CoFe2O4-NH2的吸附性能提高,最佳pH值为6.0;在298.15 K温度下,所制备的复合材料的最大吸附容量为413.8 mg g-1。在离子竞争测试中铀的分配系数Kd值达到15862,表现出较高选择性;在模拟海水中铀的去除率可达到80%以上。结合XPS分析,推测其吸附机理为含氧含氮官能团与铀的配位以及质子化的氨基与铀的静电吸引。以橘子皮为碳源,合成三维多孔磁性生物质炭(MACs),再利用多巴胺的自聚和还原性,将AgNPs负载MACs表面,制备了三维多孔MACs/PDA-Ag复合材料。MACs/PDA-Ag在近海水pH(pH值为8.0)下具有良好的吸附性能、循环稳定性和较高的选择性;吸附等温线数据表明,在298.15 K温度下,最大吸附容量为603.2 mg g-1,在模拟海水中对铀的去除率可达90%,且抗海藻粘附性能良好。结合XPS和FT-IR分析,氨基、亚氨基、金属氧等官能团在吸附过程起重要作用。

Abstract

sui zhao hua dan ran liao de duan que he ri yi zeng chang de huan jing wu ran wen ti ,he neng zuo wei lu se qing jie neng yuan zhi yi ye sui zhi bu duan kai fa he fa zhan 。he dian fa zhan de tong shi ,mian lin zhao liu de you zi yuan duan que de wen ti ,er hai xiang zhong zhu cun feng fu de you zi yuan 。yin ci ,ji ji kai fa he she ji xin xing gao xiao de hai shui di you xi fu cai liao ,you li yu wo guo he neng shi ye de chi xu fa zhan ,ju you chong yao de zhan lve yi yi 。sheng wu zhi yan sheng de tan cai liao ju you lai yuan an 、huan jing you hao 、kong xi lv gao 、hua xue /re wen ding xing deng you dian ,zai shui xiang zhong fu ji you ling yu you qian zai de ying yong jia zhi 。ben wen li yong sheng wu zhi tuo zhi mian 、ju zi pi zuo wei tan yuan ,tong guo gao wen re jie ,zhi bei duo kong sheng wu zhi tan cai liao ,zai jing hua xue fa gai xing ,ge cheng le san chong gao xing neng de you xi fu cai liao ,bing dui ge cheng de xi fu ji tong guo xun huan xi fu -tuo fu shi yan 、li zi jing zheng shi yan ,ping jia xi fu cai liao de xi fu xing neng 、xun huan zai sheng xing he shua ze xing 。yi tuo zhi mian wei tan yuan ,jing liang bu gao wen re jie he hua xue huo hua zhi bei duo kong qian wei zhuang sheng wu zhi tan (CFA),zai yong HNO3yang hua ge cheng suo ji hua CFA(CFA-AO)。yang hua hou ,xi fu xing neng di gao ,zui jia pHzhi wei 6.0;CFA-AOke zai 60 minnei da dao bao he xi fu ,dui you xian li zi de xi fu guo cheng zun xun zhun er ji dong li xue mo xing he Langmuirxi fu deng wen mo xing ,zai 298.15 Kwen du xia ,CFA-AOde zui da xi fu rong liang wei 312.8 mg g-1。CFA-AOjing 5ci xun huan xi fu -tuo fu ce shi hou biao xian chu jiao hao de xun huan zai sheng xing ;jie ge XPSfen xi ,tui ce xi fu guo cheng wei -COOHyu you de pei wei zuo yong yi ji -CH2OHdui you de hai yuan zuo yong 。yi tuo zhi mian wei tan yuan ,jing yi bu gao wen re jie ge cheng san wei duo kong tan cai liao (CDPC),tong guo jian chan shui re fa zhi bei an ji hua ci xing sheng wu zhi tan (CDPC/CoFe2O4-NH2)。fu ge hou ,CDPC/CoFe2O4-NH2de xi fu xing neng di gao ,zui jia pHzhi wei 6.0;zai 298.15 Kwen du xia ,suo zhi bei de fu ge cai liao de zui da xi fu rong liang wei 413.8 mg g-1。zai li zi jing zheng ce shi zhong you de fen pei ji shu Kdzhi da dao 15862,biao xian chu jiao gao shua ze xing ;zai mo ni hai shui zhong you de qu chu lv ke da dao 80%yi shang 。jie ge XPSfen xi ,tui ce ji xi fu ji li wei han yang han dan guan neng tuan yu you de pei wei yi ji zhi zi hua de an ji yu you de jing dian xi yin 。yi ju zi pi wei tan yuan ,ge cheng san wei duo kong ci xing sheng wu zhi tan (MACs),zai li yong duo ba an de zi ju he hai yuan xing ,jiang AgNPsfu zai MACsbiao mian ,zhi bei le san wei duo kong MACs/PDA-Agfu ge cai liao 。MACs/PDA-Agzai jin hai shui pH(pHzhi wei 8.0)xia ju you liang hao de xi fu xing neng 、xun huan wen ding xing he jiao gao de shua ze xing ;xi fu deng wen xian shu ju biao ming ,zai 298.15 Kwen du xia ,zui da xi fu rong liang wei 603.2 mg g-1,zai mo ni hai shui zhong dui you de qu chu lv ke da 90%,ju kang hai zao nian fu xing neng liang hao 。jie ge XPShe FT-IRfen xi ,an ji 、ya an ji 、jin shu yang deng guan neng tuan zai xi fu guo cheng qi chong yao zuo yong 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自哈尔滨工程大学的张飞飞,发表于刊物哈尔滨工程大学2019-07-01论文,是一篇关于铀酰离子论文,生物质炭材料论文,磁性论文,多巴胺论文,抗海藻粘附论文,哈尔滨工程大学2019-07-01论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自哈尔滨工程大学2019-07-01论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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