谷壳对铀_的吸附性能及机理研究_郑伟娜

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1、第４５卷第５期原子能科学技术Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．５２０１１年５月ＡｔｏｍｉｃＥｎｅｒｇｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｙ２０１１谷壳对铀（Ⅵ）的吸附性能及机理研究郑伟娜１，夏良树２，＊，王晓１，谭凯旋２（１．南华大学化学化工学院，湖南衡阳４２１００１；２．南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳４２１００１）摘要：通过静态吸附实验，研究了ｐＨ、吸附时间、铀初始质量浓度、吸附剂用量、谷壳粒径、温度等对谷壳吸附铀效果的影响，从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析，并通过红外光谱（ＩＲ）和扫描电镜（ＳＥＭ）探讨了吸附机理。结果表明，单位质量谷壳对铀的吸附量随铀初始

2、质量浓度的增大而增大，随谷壳用量的增大而减小，随温度的升高而增大；在ｐＨ＝３、粒径为１００～１２０目时吸附效果最好；吸附在６０ｍｉｎ基本达到平衡。在２５℃时，饱和吸附量ｑｍａｘ可达１５．１４ｍｇ／ｇ。谷壳对铀的吸附遵循Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温线，符合准二级动力学方程。谷壳吸附铀前后的红外光谱表明，谷壳主要是由羟基、羰基、苯环及碳水化合物组成，通过络合或离子交换的方式吸附铀。关键词：谷壳；铀；生物吸附；热力学；动力学；机理中图分类号：Ｏ６４７．３文献标志码：Ａ文章编号：１０００－６９３１（２０１１）０５－０５３４－０７ＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎＢｅｈａｖｉｏｒａｎｄＭｅｃｈａｎｉｓｍｏ

3、ｆＵｒａｎｉｕｍｂｙＣｈａｆｆ１，ＸＩＡＬｉａｎｇ－ｓｈｕ２，＊，ＷＡＮＧＸｉａｏ１，ＴＡＮＫａｉ－ｘｕａｎ２ＺＨＥＮＧＷｅｉ－ｎａ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ４２１００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＮｕｃｌｅａｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＮｕｃｌｅａｒＦｕｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ４２１００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｓｔａｔｉｃａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈ

4、ｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐＨ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｕｒａｎｉ－ｕｍ’ｓｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｄｓｏｒｂｅｎｔｄｏｓａｇｅ，ｃｈａｆｆｓｉｚｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｂｉｏｓｏｒｐ－ｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｃｈａｆｆｆｏｒｕｒａｎｉｕｍｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｕｎｉｔｍａｓｓｏｆａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓ，ａｎｄｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇ

5、ｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｆｏｒｕｒａｎｉｕｍｏｎｃｈａｆｆｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａ－ｔｉｏｎｏｆｕｒａｎｉｕｍ，ｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｆｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃｈａｆｆ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｔｈｅｂｅｓｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｂｔａｉｎｅｄａｔｐＨ＝３，ｗｈｅｎｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｉｓｉｎ１００－１２０ｍｅｓｈ；ｔｈｅａ

6、ｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｉｎ６０ｍｉｎ．Ａｔ２５℃，ｔｈｅｓａｔｕｒａｔｅｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｑｍａｘｉｓｕｐｔｏ１５．１４ｍｇ／ｇ．ＴｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｕｒａｎｉｕｍｏｎｃｈａｆｆｆｏｌｌｏｗｓＬａｎｇｍｕｉｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍ，ａｎｄｉｓｉｎｌｉｎｅｗｉｔｈｑｕａｓｉ－ｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｋｉ－收稿日期：２０１０－１０－０９；修回日期：２０１０－１２－１７基金项目：湖南省高等学校科研项目资助（０９ｗ０２５）；湖南省自然科学基金资助项目（１０ＪＪ３０３７）作者简介：郑伟娜（１９８６—），女

7、，河南商丘人，硕士研究生，分析化学专业＊通信作者：夏良树，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｌｓ１９６６＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ第５期郑伟娜等：谷壳对铀（Ⅵ）的吸附性能及机理研究５３５ｎｅｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎ．ＩＲｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｃｈａｆｆａｄｓｏｒｂｅｄｕｒａｎｉｕｍｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｃｈａｆｆｉｓｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｈｙｄｒｏｘｙｌ，ｃａｒｂｏｎｙｌ，ａｒｏｍａｔｉｃａｎｄｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｗａｙｏｆａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｕｒａｎｉｕｍｉｓ