生物质碳及其金属复合物的制备及其铀吸附性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文生物质碳及其金属复合物的制备及其铀吸附性能研究硕士研究生：王泽渊指导教师：李占双教授学科、专业：化学工程与技术论文主审人：董国君教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文生物质碳及其金属复合物的制备及其铀吸附性能研究硕士研究生：王泽渊指导教师：李占双教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertati

2、onfortheDegreeofM.EngStudyonthepreparationofbiomasscarbonanditsmetalcomplexesandtheadsorptionpropertiesofuraniumCandidate:WangzeyuanSupervisor:Prof.LizhanshuangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalengineeringandtechnologyDateofSubmission:Jan.2018DateofOr

3、alExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知

4、识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程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。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年

5、月日生物质碳及其金属复合物的制备及其铀吸附性能研究摘要铀资源作为核电行业中不可或缺的一部分，也是海洋中潜在的资源之一，其总储量极其丰富，相对于已知的陆地资源在总量上具有明显优势。将海水中所提取到的铀作为核工业的原料，这对于核电工业来说将是革命性的一步改变。然而，核工业放射性废水富含有大量的放射性铀元素，以及大量重金属物质均对人类健康极其有害。所以使得海水中的铀资源被人类所捕获和利用，使得核工业废液中的铀酰离子得到处理，具有极其重要的现实意义。生物质碳材料及其金属氧化物复合材料具有较好的吸附效果和低廉的成本，无论在海水提铀还是含铀废水的处理领域都有着巨大

6、的发展潜力。本论文对天然葵花粉（SFP）进行简单的处理，并将其作为基底合成了MnO2/SFP和TiO2/SFP等复合物吸附材料。与此同时对不同实验条件对上述吸附材料进行铀吸附效果的影响进行了研究和探讨，实现了吸附实验条件的最优化，并对各材料在铀吸附过程中所涉及到的动力学、热力学和吸附等温线的类别进行了研究和确定。通过简单的处理得到了低成本绿色环保的葵花粉吸附材料，利用XRD、SEM、XPS、FT-IR等测试手段对葵花粉进行表征。葵花粉材料在最优pH值为5.0时，最大吸附容量可达到101.8mg/g。葵花粉材料的铀吸附动力学过程更符合准二级动力学模型。热

7、力学研究数据表明葵花粉涉及到的铀吸附过程属于吸热、可自发的过程。葵花粉吸附铀酰离子的过程符合Freundlich模型。将葵花粉作为基底，利用浸渍法，通过氧化还原反应，制备出了具有良好形貌的分级材料——MnO2/SFP-3复合物。MnO2/SFP-3复合物对铀酰离子呈现出较好的吸附效果，最优pH值为5.0时，最大吸附容量可达到147.7mg/g。MnO2/SFP-3复合物的铀吸附动力学过程更符合准二级动力学模型。热力学研究数据表明MnO2/SFP-3复合物对铀的吸附过程属于一个吸热、可自发的过程。MnO2/SFP-3复合物吸附铀酰离子的过程更符合Freu

8、ndlich模型。将葵花粉通过溶胶凝胶法与TiO2颗粒进行复合，得到的TiO2/SFP复合物。