铀酰离子在泥炭上的吸附行为.pdf

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1、第29卷第2期铀矿冶Vo1．29NO．22010年5月URANIUMM1NINGANDMETALLURGYMay2010铀酰离子在泥炭上的吸附行为文传玺，刘峙嵘，桑国辉(东华理工大学核工程技术学院，江西抚州344000))摘要：采用静态吸附法研究铀酰离子在泥炭上的吸附行为，探讨固液质量体积比、振荡时间、pH、离子强度等因素对吸附的影响，并测定室温下不同离子强度时的吸附等温线。试验结果表明，pH对泥炭吸附铀酰离子的影响较大，离子强度对吸附的影响较小，吸附过程符合Freundlich方程。铀酰离子在泥炭上的吸附主要通过表面络合进行。关键词：泥炭；

2、铀酰离子；吸附中图分类号：X703．1文献标志码：A文章编号：1000—8063(2010)02—0074—04随着全球原子能事业的迅速发展，产生的放公司；BS110S电子天平：北京赛多利斯天平有限射性废水的数量和种类越来越多，在含铀废水的公司；台式离心机：上海安亭科学仪器厂；SHA—C处理方面，寻求高效经济的方法具有很大现实意恒温振荡器：常州国华仪器有限公司；NICO—义。泥炭中含有大量的纤维素、半纤维素、木质素LET380红外光谱仪：美国热电集团。以及腐殖质类物质，具有较大的比表面积和很多1．3试验方法的活性官能团(如羧基、酚羟基和醇羟基

3、等)_1]，这在确定固液质量体积比、平衡时间的基础上，使得泥炭能够通过吸附、过滤、离子交换以及络合在一系列聚乙烯塑料离心管中加入40．0mg的作用等去除废水中的一些污染物]。而泥炭对放泥炭，一定体积的硝酸钾溶液来调节离子强度，一射性污染物吸附的研究很少，笔者对铀酰离子在定体积、不同pH的硝酸和氢氧化钾溶液用来调泥炭上的吸附行为进行了研究。节酸度，一定体积已知浓度的硝酸铀酰溶液，且保持总体积为8mL。在室温条件下，摇匀后放入振1试验部分荡器上振荡，使溶液中的颗粒保持悬浮状态，待平1．1材料与试剂衡后取出离心分离，取上层清液1．0mL，用比色泥炭

4、：取自辽宁新源，在100℃下烘干至恒法测量样品中的铀浓度。重，过80目筛备用；铀标准溶液：称取0．5273g1．4计算硝酸铀酰EUO(NO。)。·6HO]，以少量稀硝酸吸附百分率(S)由下式计算：溶解，移入250mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻S一×100，(1)度，此溶液1mL含1mg铀；硝酸钾(分析纯，天CO津化学试剂三厂)；偶氮胂(Ⅲ)(分析纯，北京化工式中：C。为吸附前溶液铀酰离子浓度，mol／L；C。厂)；硝酸(分析纯，天津化学试剂三厂)；氢氧化钾为吸附后溶液铀酰离子浓度，mol／L。(分析纯，西安化学试剂厂)。2结果和讨论溶液pH用

5、硝酸和氢氧化钾溶液调节。1．2仪器2．1泥炭的红外光谱721E型分光光度计：上海光谱仪器有限公泥炭的傅立叶变换红外光谱见图1。由图1司；pH一3C精密酸度计：上海精密科学仪器有限可知：1646cm处出现的峰是以二聚体存在的收稿日期：2009—10—26基金项目：江西省青年科学家(井冈之星)培养对象计划资助(2009DQ01600)作者简介：文传玺(1984一)，男，甘肃兰州人，在读硕士研究生，研究方向为放射性废水处理。第2期文传玺，等：铀酰离子在泥炭上的吸附行为75羧酸和C—O伸缩振动的吸收峰，结合3394g／L时，吸附率只有30左右。所以本

6、试验选择cm处出现的O—H的宽吸收峰，说明泥炭中存5g／L作为后续试验的固液质量体积比。在羧基、羟基等可参与吸附的活性含氧官能团，另外还有很多脂肪及芳香族官能团。泥炭的红外光谱与腐植酸的红外光谱很相似]，说明泥炭中含有大量的腐植酸。＼糌固液质量体积比／(g·L-I)离子强度为0．10mol／L~fo一3．915×10mol／L图2固液质量体积比对吸附的影响波数／10cm一2．5pH和离子强度对铀酰离子吸附的影响pH和离子强度对吸附的影响见图3。图3图1泥炭的傅立叶变换红外光谱表明，在固液质量体积比为5g／L，离子强度在0．05～0．25mol

7、／L条件下，泥炭对铀酰离子的吸2．2泥炭的元素组成附强烈受料液初始pH的影响。pH<2．0时，吸泥炭中各元素的质量分数见表1。附率小于3O；pH为2．0～4．0时，吸附率显著提高，吸附率由2O迅速提高至80；pH>4．0表1泥炭中各元素的质量分数％后，吸附率上升趋势变缓。在低pH时，溶液中H浓度较大，与铀酰离子竞争吸附剂上有限的负电性活性位点，吸附剂上的活性位点被H占据后，由于斥力作用而阻碍铀酰离子对活性位点的靠近。另外，由于H能够与泥炭中羧基、羟基泥炭的元素组成与其腐殖度、矿化度息息相基团作用使其质子化，进而与铀酰离子产生静电关，理论上泥炭

8、中C与N的质量分数比为16以斥力，也影响了铀酰离子与泥炭上活性基团的配上认为腐殖度较高_4]。本试验所用的泥炭中c位。因此，pH越高，越有利于吸附。在pH<2．0与