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麦秸处理含铀废水的研究

作　者: 王晓
导　师: 夏良树
学　校: 南华大学
专　业: 应用化学
关键词: 麦秸吸附铀热力学动力学机理
分类号: X771
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

鉴于传统方法处理含铀废水具有高成本、低效率、易产生二次污染等诸多缺点,近年来,生物吸附法作为一种新兴技术,具有运行成本低、效率高、吸附剂可重复利用等优点,故在处理和回收含铀废水中的铀方面具有广阔的应用前景,越来越受到广大科教工作者的关注。本文采用改性的农林废弃物麦秸为生物吸附剂,通过静态吸附实验,研究了吸附剂改性方法、溶液初始pH值、吸附时间、吸附剂投加量、溶液初始浓度以及温度等因素对麦秸吸附铀的影响,进行了吸附剂的解吸与再生实验,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（FT-IR）和扫描电镜（SEM）对其吸附机理进行了探讨。结果表明,麦秸经过1 mol/L浓度的NaOH处理后,对U（VI）的吸附效果明显提高（约增加了51.815%）,其他试剂处理后效果不明显。实验中发现实验的最优pH值为3.0,去除率与吸附时间、麦秸投加量、温度等大体上都呈正相关,与铀溶液初始浓度呈负相关,而吸附量与这些影响因素皆呈正相关。在最优pH值条件下,铀溶液初始浓度为10 mg/L,吸附时间为120 min时,溶液中U（VI）的去除率为96.0%,吸附量达到1.20 mg/g;在其它吸附条件相同的情况下,综合考虑选取麦秸投加量与溶液的体积比为8 g/L;温度对去除率的影响效果不明显;使用0.1 mol/L的NaHCO₃可对吸附剂进行再生,解吸率达到89.4%。对实验结果的分析证明,麦秸对水中U（VI）的生物吸附,更适合Freundlich等温吸附模型,而且反应能够自发进行,该吸附过程是吸热反应。由动力学方程拟合结果可知,准二级吸附动力学模型的拟合效果最好,相关系数R2达到0.9957,远高于其它模型,为最优动力学拟合方程,并且由内扩散模型可知,反应是由多种吸附机理共同控制。FT-IR分析结果证明麦秸在吸附过程中,-OH、C=O及N-H等基团起了重要作用,SEM分析结果表明麦秸是因吸附了一定量的UO₂²⁺而发生表面形态的改变。综上表明,麦秸对U（VI）的吸附不仅包含物理吸附,也包含化学吸附,表现为表面络合机理。由上可知,改性麦秸对低浓度含铀废水具有很好的去除效果,可为工业处理含铀废水提供理论指导和参考价值。

麦秸处理含铀废水的研究

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