【摘 要】
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随着社会的进步与经济的蓬勃发展,能源问题日益凸显。核能作为一种在过去几十年迅速发展的清洁能源,面临着前所未有的机遇和挑战。海洋中的铀储量为45亿吨,是陆地铀储量的几千倍,因此,以低成本和高效率方式从海水中提取铀就显得尤为重要。目前来看,偕胺肟类吸附剂材料是最有希望的提取铀的材料,然而海水环境比较复杂,其中有大量的共存离子及竞争离子,粉末类吸附剂虽然有比表面积大的优点,但是在回收利用方面有极大的弊端
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随着社会的进步与经济的蓬勃发展,能源问题日益凸显。核能作为一种在过去几十年迅速发展的清洁能源,面临着前所未有的机遇和挑战。海洋中的铀储量为45亿吨,是陆地铀储量的几千倍,因此,以低成本和高效率方式从海水中提取铀就显得尤为重要。目前来看,偕胺肟类吸附剂材料是最有希望的提取铀的材料,然而海水环境比较复杂,其中有大量的共存离子及竞争离子,粉末类吸附剂虽然有比表面积大的优点,但是在回收利用方面有极大的弊端。本论文旨在合成能够实际应用于海水提铀的吸附材料。通过静电纺丝和离子交联的方法,分别成功的制备出含偕胺肟基的纳米纤维(PAONanoFibers)和半互穿网状结构的Alg/PAO凝胶球(semiIPNAlg/PAOGelspheres)两种固态吸附材料,通过FTIR、SEM、元素分析等对材料进行了一系列的表征,然后研究了两种材料在不同条件下对铀的吸附性能。本论文通过正交实验的方法,研究得出静电纺丝的最佳条件:纺丝液浓度为8%,外加电压为25kV,针头与收集板间距为10cm,纺丝液流出速度为0.7μL/min;成功地制备出形貌良好、吸附性能较好的PAONFs;通过静态批式吸附实验研究了PAONFs和Alg/PAO凝胶的吸附行为。主要研究了固液比、离子强度、pH、平衡时间、温度对吸附铀的影响。根据PAONFs对U(Ⅵ)的吸附热力学模型拟合参数发现Langmuir模型的相关系数更接近于1,拟合得到的最大吸附量为113.6mg-U/g-Ads,在对U(Ⅵ)进行洗脱时选择0.1mol/LNa_2CO_3溶液与0.1mol/L的H_2O_2混合溶液作为解吸剂效果最佳;semiIPNAlg/PAO凝胶球对U(Ⅵ)吸附在热力学方面符合Langmuir模型,拟合得到的最大吸附量分别为186.6mg-U/g-Ads,用0.8mol/L的硝酸可以将大部分的U(Ⅵ)洗脱下来;semiIPNAlg/PAO凝胶球在掺铀海水实验中材料对铀的吸附率还能保持60%以上,表现出对铀良好的吸附能力;根据离子选择性实验表明,两种吸附材料对U(Ⅵ)都有很好的选择性,材料的重复利用性良好,非常有望应用于真实海水中铀的提取。
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