高效吸附碘材料的制备及其吸附性能和机理研究.pdf

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1、分类号密级公开UDC学号20150913007青海师范大学硕士学位论文题名：高效吸附碘材料的制备及其吸附性能和机理研究研究生姓名余芳导师姓名（职称）陈元涛，教授申请学位类别全日制申请学位名称硕士学科专业名称无机化学研究方向名称资源循环与利用论文提交日期论文答辩日期学位授予单位学位授予日期答辩委员会主席评阅人，青海师范大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包括其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括为获得青海师范大学或其它教育

2、机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：青海师范大学学位论文使用授权声明青海师范大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文文件，可以采取影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人电子文件的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权由青海师范大学研究生部办理。研究生签名：导师签名：日期:2高效吸附碘材料的制备及其吸附

3、性能和机理研究摘要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2-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-CO3-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

4、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285.55mg/g。其吸附过程符合F

5、reundlich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0.2g/L，25℃的条件下，其理论最大吸附容量为1406.02mg/g。Ag2O/Ag2CO3对碘离子的吸附是一个以多层吸附与孔

6、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374.91mg/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

7、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。关键词：碘，双金属氢氧化物，碳酸银，活性炭，吸附IAbstractWiththerapiddevelopmentofnuclearindustry,alargeamountofindustrywastewaterhasbeeninevitablyproduced.Itusuallycontainssomefissionproducts,lanthanidesandactinides,whichshouldbereasonablyeliminatedforgreatscientif

8、icandpracticalsignificance.Inthispaper,3Dflower-likeCu-BiLDHs@ZIF-67,Ag2O/Ag2CO3,andAg-Ag2O-CSsw