葵花籽壳对溶液中铀酰离子的吸附性能研究

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1、研究生毕业论文（全日制专业型硕士申请学位）论文题目葵花籽壳对溶液中铀酰离子的吸附性能研究学位申请人专业领域安全工程研究方向辐射与核安全指导教师刘峙嵘教授2015年6月16日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本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，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得其它教育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作了明确的说明并表示感谢。作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解

2、东华理工大学有关保留、使用学位论文的规定：东华理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：导师签名：日期：年月日论文答辩日期：年月日摘要毕业论文题目：葵花籽壳对溶液中铀酰离子的吸附性能研究安全工程专业2012级硕士生姓名：薛桂荣指导教师（姓名、职称）：刘峙嵘教授摘要近年来核电事业快速发展，铀矿的开采和利用量也

3、随之增加。铀矿的开采和加工过程以及核设施的退役、核泄露事故等不可避免的会给环境造成放射性污染。由于放射性污染对人类及环境的危害极大且难以治理，所以越来越受到人们的关注。2011年日本福岛核电站爆炸事故，更加唤起了全世界各国对放射性污染问题的极大关注。因此，寻找经济有效的治理方法对保护环境和人民的身体健康及促进经济的发展有重要意义。本文选取农业副产物葵花籽壳作为吸附剂，研究其对溶液中铀酰离子的吸附性能。通过静态实验分别研究了葵花籽壳改性、时间、温度、pH、铀酰离子初始质量浓度、葵花籽壳用量等因素对吸附效果的影响，同时模拟实际应用设计了柱实验，对其

4、动态吸附行为进行研究，并分别用动力学方程、热力学方程、吸附等温线等模型对吸附数据进行了分析；最后通过比表面积分析、元素分析、扫描电镜、能谱分析、红外光谱分析等方法对改性前后和吸附铀后的葵花籽壳进行分析和表征，研究其吸附机理。静态实验结果表明：盐酸改性对葵花籽壳的吸附性能没有太大影响，氢氧化钠改性对铀酰离子的吸附性能降低，去除率比改性前下降21.49%；吸附反应的最佳pH为5-6；温度对葵花籽壳吸附铀影响很小，实验可在室温下进行；葵花籽壳吸附铀酰离子刚开始进行的很快，去除率在30min时已经超过70%，随后趋于平缓并逐渐达到吸附平衡；葵花籽壳用量

5、越大，去除率越高，吸附量越小；溶液中铀酰离子的初始质量浓度越大，去除率越低，吸附量越大；常温下，选取铀溶液初始质量浓度为50mg/L，调节溶液pH为5.0，葵花籽壳用量为1g/L时，饱和吸附量可达29.21mg/g。动态实验结果表明：溶液流速、吸附剂用量即吸附柱高度、铀酰离子初始质量浓度对动态吸附有很大影响。其它条件相同，增大流速，穿透点提前，穿透时间缩短，穿透体积减小，葵花籽壳对铀的平衡吸附量和去除率均减小；吸附剂用量增加，吸附柱高度增大，穿透点延后，穿透时间延长，穿透体积增大，葵花籽壳对铀的平衡吸附量减小，去除率增大；增大溶液的铀酰离子的初

6、始质量浓度，穿透点提前，穿透时间缩短，穿透体积减小，葵花籽壳的平衡吸附量增大，去除率减小。当流速150mL/h，吸附剂用量1.0g，柱高3cm，铀酰离子初始质量浓度50mg/L，pH为5.0时，葵花籽壳对铀酰离子的动态平衡吸附量为41.53mg/g。数据分析结果表明：葵花籽壳对溶液中铀酰离子的吸附过程符合准二级动力学模型和I东华理工大学硕士学位论文Freundlich吸附等温模型；焓变大于零，是吸热过程；熵变大于零，是熵驱动过程；自由能为负值，反应自发进行。表征分析结果表明：葵花籽壳、盐酸改性葵花籽壳、氢氧化钠改性葵花籽壳的比222表面积分别为

7、0.8323m/g、0.9256m/g和0.4417m/g，氢氧化钠改性葵花籽壳的比表面积最小；葵花籽壳表面粗糙多孔，孔结构分布连续而又均匀，孔道规则类似蜂窝状，孔洞还分布在葵花籽壳的内部并互相穿透，有利于吸附；盐酸改性对葵花籽壳的表面形态影响不大，氢氧化钠改性导致葵花籽壳表面变得平滑而紧密，表面积减小；2+葵花籽壳吸附铀后，因原来表面的孔隙被吸附的UO2填充，表面整体看起来变得比较平整，孔隙度降低；葵花籽壳改性前后元素组成及含量均有一定程度的变化，但变2+化不是很大；能谱分析表明葵花籽壳对UO2发生了吸附作用。对葵花籽壳进行改性在官能团方面并

8、没有提高其吸附能力；葵花籽壳其对铀酰离子的吸附既有化学吸附又有物理吸附，并且两种吸附行为不是简单的叠加。关键词：葵花籽壳，铀，吸附，机理IIAbstr