【摘 要】
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在核燃料开发和利用的过程中,往往会产生大量的放射性废水,而放射性废水中的铀严重危害生态环境,进而威胁人类健康。吸附法因其高效、易操作、低成本等特点成为处理放射性废水的主要方法之一。常用的吸附剂材料有生物质、碳基、硅基、高分子聚合物等。其中,聚合物聚乙烯醇聚丙烯酸酯（PVA/PAA）以超亲水性、延展性和较好的机械强度,备受关注。结合静电纺丝技术,可制备出孔隙率高、比表面积大和表面活性强的纳米纺丝膜,
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在核燃料开发和利用的过程中,往往会产生大量的放射性废水,而放射性废水中的铀严重危害生态环境,进而威胁人类健康。吸附法因其高效、易操作、低成本等特点成为处理放射性废水的主要方法之一。常用的吸附剂材料有生物质、碳基、硅基、高分子聚合物等。其中,聚合物聚乙烯醇聚丙烯酸酯（PVA/PAA）以超亲水性、延展性和较好的机械强度,备受关注。结合静电纺丝技术,可制备出孔隙率高、比表面积大和表面活性强的纳米纺丝膜,并通过简单的功能化应用于放射性废水的中U（Ⅵ）的去除。（1）采用静电纺丝技术,以PVA/PAA为基体材料,通过复合或原位合成法,分别成功制备磷酸化聚乙烯醇聚丙烯酸酯（P-PVA/PAA）、二氧化锰-聚乙烯醇聚丙烯酸酯（Mn O2-PVA/PAA）和纳米零价铁-聚乙烯醇聚丙烯酸酯（n ZVI-PVA/PAA）。并采用SEM、XPS、XRD、FT-IR和万能力学试验机等表征手段对四种吸附剂材料的微观形貌和理化性质进行分析,并探究吸附剂对U（Ⅵ）的吸附机理。（2）利用静态吸附法研究四种吸附剂在不同条件下对U（Ⅵ）的吸附性能,结果如下:p H分别在5.5、5.5、5.5和6.0时PVA/PAA、P-PVA/PAA、n ZVI-PVA/PAA和Mn O2-PVA/PAA对铀吸附具有较好的吸附效果,且不受离子强度的影响,为内层表面络合控制铀的吸附过程。三种吸附剂材料（PVA/PAA、P-PVA/PAA、Mn O2-PVA/PAA）对铀的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温式模型的化学吸附过程,且最大吸附容量分别为56.82 mg×g-1、277.78 mg×g-1和333.33 mg×g-1;而n ZVI-PVA/PAA对铀的吸附过程则符合准二级动力学模型和Freundlich等温式模型,表明吸附为多分子层吸附。热力学研究表明,四种吸附剂的热力学参数都符合ΔH>0、ΔS>0和ΔG<0,表明吸附剂对U（Ⅵ）的吸附属于自发、吸热、不可逆过程。1.0 mol·L-1的HCl溶液作为洗脱剂,P-PVA/PAA和Mn O2-PVA/PAA的洗脱率分别为97.25%和97.58%;且吸附剂在重复循环使用5次后,重复利用率则分别从96.75%、95.82%下降到86.25%、83.67%。（3）采用全量过滤技术研究p H对P-PVA/PAA和Mn O2-PVA/PAA吸附铀的影响,在p H值为5.5和6.0时吸附效果较好;同时研究铀溶液的进样速度和不同离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Cl-、HCO3-和NO3-)对Mn O2-PVA/PAA吸附铀性能的影响。实验表明,随着铀溶液进样速度的增大,吸附性能下降,且对U（Ⅵ）具有优异的选择性;分析Mn O2-PVA/PAA的膜穿透曲线图可知,随着铀浓度的增大,穿透点却不断减小;在铀浓度为10 mg·L-1进样流速为20 ml h-1时,膜的穿透点为56 L·m~2表现出对铀具有良好的吸附性能。（4）研究pH为8的条件下PVA/PAA、P-PVA/PAA和Mn O2-PVA/PAA浸泡时间对拉伸性能的影响。研究发现,PVA/PAA、P-PVA/PAA和Mn O2-PVA/PAA材料的应变分别从23.6%、5.5%和18.7%下降到9.8%、5.5%和8.8%,应力分别从13.4 Mpa、9.7 Mpa和11.4 Mpa下降到5.3 Mpa、4.2 Mpa和6.5 Mpa。结果表明,三种膜材料的应变和应力都随着浸泡时间增加呈下降趋势,材料的抗拉伸性能下降。但即使浸泡30天,材料仍展现较强的吸附强度,有望应用于海水中铀的分离富集。研究表明,PVA/PAA、P-PVA/PAA、n ZVI-PVA/PAA和Mn O2-PVA/PAA都能有效的去除放射性废液中的U（Ⅵ）,可作为新型的吸附剂材料扩展纳米纤维在放射废液中的应用。
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