纳米铁镍双金属去除溶液中uvi的性能研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2018.07.017纳米铁镍双金属去除溶液中U(VI)的性能研究刘晴晴，李小燕，秦启凤，刘宸，张梓晗，刘学，陈玉洁(东华理工大学省部共建核资源与环境国家重点实验室培育基地，南昌330013)摘要：采用同步液相法制备纳米Fe/Ni双金属来去除溶液中的U(VI)，通过BET、SEM等方法对双金属材料进行表征分析，用批试验法研究n(Fe)/n(Ni)比、pH、初始铀浓度、反应时间和温度对去除U(VI)的影响。结果表明，铁镍双金属体系去除U(VI)的最佳pH为3.5，反应平衡时间为30min，25℃时的饱和吸附量为

2、161.91mg/g。关键词：纳米铁镍双金属；铀；去除；吸附量中图分类号：TL941+.19文献标志码：A文章编号：1007-7545（2018）07-0000-00RemovalofU(VI)fromAqueousSolutionwithNanoscaleFe/NiBimetalLIUQing-qing,LIXiao-yan,QINQi-feng,LIUChen,ZHANGZi-han,LIUXue,CHENYu-jie(StateKeyLaboratoryBreedingBaseofNuclearResourcesandEnvironment,EastChina

3、UniversityofTechnology,Nanchang330013,China)Abstract：NanoscaleFe/NibimetalwaspreparedbysynchronousliquidphasemethodtoremoveU(VI)fromaqueoussolution.NanoscaleFe/NibimetalwascharacterizedbyBETandSEM.Effectsofn(Fe)/n(Ni),pHvalue,initialU(VI)concentration,adsorptiontime,andadsorptiontemper

4、atureonremoveofU(VI)wereinvestigatedbybatchtestmethod.Theresultsshowthatadsorptioncapacityis161.91mg/gatpH=3.5,adsorptiontimeof30min,andadsorptiontemperatureof25℃.Keywords：nanoscaleFe/Nibimetal;uranium;removal;adsorptioncapacity铀是存在于环境中最广泛的放射性和有毒重金属之一[1]。U(VI)可以通过多种途径释放到环境中去，如核工业、天然矿床、

5、化肥和其它加工铀的应用[2]。即使废水中的U(VI)浓度相当低，也会对人体造成危害。我国规定生产设施排放废水中铀的限值为0.3mg/L，第一取水点限值0.05mg/L[3]。因此，非常有必要对含铀废水进行有效的处理。目前，常规去除含铀废水中铀离子的方法主要有化学沉淀法、离子交换、生物吸附等[4]。其中大多数的方法都具有一些局限性，例如成本高、效率低、能耗高和产生二次污染物等[5]。寻找更加有效的含铀废水处理技术成为研究的热点。纳米零价铁（nZVI）具有比表面积大、反应活性高、吸附性能强等特性，通过还原、吸附、沉淀等机理去除水中多种重金属[6]。nZVI的强还原性使其

6、在制备、反应过程中容易发生腐蚀和氧化反应，形成铁的氢氧化物[7]，阻止nZVI与目标污染物的接触，使得nZVI的电子无法传递到颗粒表面将目标污染物还原，从而大大减弱了其反应活性，降低了其修复速率。研究发现，在纳米零价铁系引入另外一种还原电位高的金属后，在nZVI表面形成原电池促进电子的转移，加快nZVI反应速率[8]。此外，在一定程度上可以防止钝化层的形成[9]。已有研究[10-11]表明，负载另一种金属后去除溶液中重金属的效率明显高于单纯的nZVI。目前，纳米Fe/Ni双金属材料在去除溶液中U(VI)的研究还未见报道。本研究采用同步液相还原法制备纳米Fe/Ni双金

7、属材料去除溶液中的U(VI)，通过研究材料制备中Fe、Ni比例和反应过程中溶液pH、Fe/Ni投加量、反应时间、U(VI)溶液初始浓度、反应温度等对去除溶液中U(VI)的影响，探讨了纳米Fe/Ni双金属颗粒去除U(VI)的反应机理，为其在含铀废水的实际应用中提供理论依据。1试验材料和方法1.1仪器与试剂SHZ-82A型气浴恒温振荡器；722型分光光度计；pHS3C型酸度计；扫描电子显微镜；电子天平；比表面积分析仪；离心机；干燥箱。硼氢化钾、三氯化铁、氯化镍、硝酸、氢氧化钠、偶氮胂Ⅲ、2-4-二硝基酚、无水乙醇等均为分析纯。用化学纯U3O8配制1g/L的标准溶液，