包覆型纳米零价铁去除溶液中Pb（II）-210的研究-论文.pdf

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1、第32卷第3期辐射研究与辐射工艺学报Vl01-32．NO．32014年6月J．Radiat．Res．Radiat．Process．June2014包覆型纳米零价铁去除溶液中Pb(II)一210的研究王长柏李小燕刘义保高国振(东华理工大学核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地南昌330013)摘要用羧甲基纤维素(CMC)包覆的纳米零价铁(NZVI)来去除溶液中的加Pb(II)。考察溶液的pH值、包覆型纳米零价铁投加浓度、加Pb(II)初始放射性活度以及反应时间等因素对包覆型NZVI／CMC去除溶液中Pb(II)效果的影响。通

2、过扫描电镜(SEM)~NX射线衍射(XRD)对反应前后包覆型NZVI／CMC进行了表征分析。结果表明，当pH值为5．5，包覆型NZVI／CMC投加浓度为0．8g'L，Pb(II)初始放射性活度为2．354x100Bq·L～，反应60min后mPb(II)去除率达到99．25％。反应前后包覆型NZVI／CMC的形态发生了较大的改变，其链球状的网状结构变为片状结构。包覆型NZVI／CMC对Pb(H)仍有较好的去除效果。关键词羧甲基纤维素，纳米零价铁，mPb(II)，去除率中图分类号TL941DOI：10．11889／i．1000．

3、3436．2014．rri．32．030701。Pb及其子体UPo是放射性铀系的放射性成处理放射性废水的研究提供参考，对铀矿山的和谐、员，都属于极毒的放射性核素，广泛存在于岩石和可持续发展及保护矿山周围生态环境和人体健康具土壤中_JJ。在铀矿堆浸过程中，矿石中的放射性核有非常重要的现实意义【。素U、。Th、。Ra、。Pb和。Po都会浸出。除铀大部分被提取外，还有少量的铀和几乎全部的1材料与方法引Pb、。Po等核素进入尾矿贮存在尾矿库内，核素1．1试剂与仪器通过迁移进入食物链，最后进入人体，对人体造成氯化亚铁、硼氢化钾、无水乙醇

4、、氢氧化钠、严重危害qJ。对于铀矿山及铀尾矿库废水的处理，盐酸等均为分析纯。高纯锗1，能谱仪(美国国内外主要集中在去除废水中的铀和重金属的研究ORTEC)、JA1003电子天平(上海垒固仪器有限公上，而对于去除废水中的。Pb，目前国内外研究的司)、THZ．320台式恒温振荡器(江苏金坛仪器厂)、资料非常少。纳米零价铁在环境污染修复中得到广PHS一3C型酸度计(上海雷磁仪器厂)。泛的应用，因为其粒径小，颗粒的比表面积和比表面能大，具有优越的吸附性能和还原活度[5]。但是1．2包覆型NZVI／CMC的制备纳米零价铁粒径小，极易发生

5、团聚和在空气中氧化，取一定量1mol·L的FeC12溶液于50mL烧杯从而降低其活性。最常见的防止团聚和氧化的方法中，经过化学计量比计算，羧甲基纤维素与二价铁是在纳米零价铁表面包覆一层有机大分子[。与纯的质量比为1：6混合搅拌[，搅拌10min后，按的纳米零价铁相比较，包覆型NZVI／CMC因抗氧化BH4／Fe的物质的量比为1：2等体积配制KBH溶性和不易发生团聚，所以容易制备和保存，其对溶液【8Jo将KBH4溶液逐滴匀速滴入到FeC12与CMC液中”Pb(II)~除也有比较好的效果。的混合溶液中反应，其反应如式(1)所示，搅

6、拌完全羧甲基纤维素无毒、易生物降解，本实验用羧反应后，分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，将甲基纤维素来包覆纳米零价铁，研究包覆型其放入真空烘箱中烘12h，便得到干燥的包覆型NZVI／CMC对溶液中”Pb(II)的去除效果，为今后NZVI／CMC。基金资助：国家自然基金项I~(11205030，41201500)、江西省高等学校科技落地计划项H(KJLD12076)、核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地项H(NRE1320)~射性地质勘探与技术国防重点学科实验室项[~(2011RGET06，REGT1220)资助第一作者：

7、王长柏，男，1990年4月出生，2012年毕业于东华理工大学，现为东华理工大学硕士研究生，辐射防护与环境保护方向通讯作者：刘义保，博士，教授，E—mail：wcb19900417@126．com收稿日期：初稿2013—12—09；修回2014．02．18王长柏等：包覆型纳米零价铁去除溶液中Pb(II)一210的研究由图3可知，溶液pH值对Pb(II)~除率的影除率基本保持不变。本实验选取包覆型NZVI／CMC响比较大。pH值在3．0—5．5的范围内，随着溶液pH最佳投加浓度为0．8g-L～。值的增大，。Pb(II)去除率也在增

8、大，当pH=5．5时，去除率达到最大值，再增加溶液pH值，去除率开始下降。零价铁去除溶液中重金属的机理包括吸附、还原、混凝吸附及配合形成微溶物等过程。在pH值较低时，Fe。会与H反应，降低了Fe。浓度，不利于Fe。将。Pb(II)还原为。Pb。，而且在pH值较低时不利于具有很