多孔性硅基载银吸附剂的合成及其对裂变产物碘的吸附性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文多孔性硅基载银吸附剂的合成及其对裂变产物碘的吸附性能研究硕士研究生：吴昊学号：1120209369导师：韦悦周教授副导师：吴艳博士申请学位：工程硕士学科：核能与核技术工程所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterSTUDYONTHESYNTHESISOFSILVERLOADEDPOROUSSILICAANDITSADSORPTIONBEHAVIORFORFISSIONPRODUCTIODID

2、ECandidate：HaoWuStudentID:1120209369Supervisor：Prof.YuezhouWeiAssistantSupervisor:Dr.YanWuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringNuclearEnergyandTechnologySpeciality：EngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：Jan.2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniver

3、sity多孔性硅基载银吸附剂的合成及其对裂变产物碘的吸附性能研究摘要本文首先采用孔内结晶的方法，将微晶结构的卤化银（氯化银，溴化银）担载到多孔性二氧化硅载体（SiO2）上，合成了多孔性硅基卤化银复合吸附剂(AgX/SiO2,X=Cl,Br)，并探索了吸附剂在放射性废水中对碘离子的吸附性能。其次，通过化学接枝的方法，将硫脲银类络合物担载到多孔二氧化硅/聚合物（SiO2-P）载体上，合成了多孔性硅基硫脲银吸附剂(AgTu3NO3/SiO2-P)，在探索其对碘离子吸附特性的同时，与孔内结晶法合成的硅基卤化银吸附剂从吸附速度，吸附容量等各方面进行综合性比较。通过扫描电子显微镜（SEM），X射线晶

4、体散射（XRD），热重-差热（TG-DTA）分析、红外（IR）等分析手段对本研究中所合成的复合吸附剂进行表征，证明了银类化合物被有效的担载到多孔的硅基材料o上，且所合成的吸附剂具有良好的热稳定性，吸附性能在200C以下都能得到保持。AgX/SiO2复合吸附剂在盐溶液中对碘离子的选择性受共存离子-（Cl）的影响，随着溶液中氯离子浓度的升高，吸附性能逐渐降低；而AgTu3NO3/SiO2-P在盐溶液中对碘离子的选择性能较好，受共存离子的影响较小。在0.6M氯化钠溶液中，AgX/SiO2对碘离子的吸附平衡时间为45min，饱和吸附容量为0.2mmol/g；相较之下AgTu3NO3/SiO2-P

5、仅仅只用10min即可到达吸附平衡，饱和吸附容量为0.07mmol/g。两种多孔硅基载银吸附剂的吸附过程都符合Langmuir吸附模型以及假二级动力学方程。为了模拟实际工业吸附过程，进行了色谱柱动态吸附实验，两种吸附剂的吸附效率都在90%以上，有十分良好的工业运用前景。关键词：放射性废水、碘、卤化银、硫脲银络合物、二氧化硅STUDYONTHESYNTHESISOFSILVERLOADEDPOROUSSILICAANDITSADSORPTIONBEHAVIORFORFISSIONPRODUCTIODIDEABSTRACTFirst,themicrocrystallinestructureo

6、fsilverhalide(AgX,X=Cl,Br)wasloadedontoaporoussilicasupportbycrystallizationmethodinthisstudytosynthesizeanewAgX/SiO2(X=Cl,Br)adsorbentsanditsapplicationtotheremovalofiodideanionfromradioactivewastewaterwasinvestigated.Second,Macroporoussilica-basedsilverloadedadsorbentwassynthesizedbygraftingthe

7、silvercomplexesofthiourea(AgTu3NO3)intothesilica-basedcopolymersupport(SiO2-P).Whileresearchingitsbehavioroniodideanionsadsorption,comparativeexperimentswithAgX/SiO2(X=Cl,Br)adsorbentswerecarriedoutfromvariousaspects,s