枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用机制

通过静态吸附-解吸实验,研究了枯草芽孢杆菌对U(Ⅵ)的吸附热力学和动力学,U(Ⅵ)的解吸和菌体内P的释放过程,利用扫描电镜、能谱(SEM-EDS)和红外光谱(FTIR)分析了作用机理。结果表明:当pH=5时,在1 L 50 mg·L^-1的铀溶液中,投加枯草芽孢杆菌1.384 mg(干重,DW),2 h后,铀的去除率和吸附量分别为85.34%和308.31 mg·g^-1(DW)。随着作用时间从2 h延长至48 h,铀的解吸率从52.13%下降至36.25%,菌体内释放到溶液中的P浓度从 0.12 mg·L^-1增加到0.40 mg·L^-1。枯草芽孢杆菌对水体中U(Ⅵ)的吸附行为可以用Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程较好地描述。作用过程是放热,可自发进行。SEM-EDS表明枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)作用后,菌体内部断裂呈短节状,铀沉积在细胞表面及周围,无明显晶体产物生成,FTIR图谱出现UO₂²⁺特征吸收峰,氨基、磷酸基团参与枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用。     

土著菌群还原矿化修复铀污染地下水

本实验研究了β-甘油磷酸钠刺激下土著菌群对中性含铀模拟地下水的处理效果及机理。结果表明,β-甘油磷酸钠可同时激活生物还原和生物矿化菌群,其对铀的去除率达98%以上,微生物表面均匀沉积CaU(PO₄)₂和Mg(UO₂)₂(PO₄)₂·10H₂O等鳞片状矿物。土著菌群还原矿化铀的机理为：反应前期生物还原和生物矿化同时参与了铀的固定,且以生物矿化作用为主,Dysgonomonas,Propionispora,Macellibacteroides,unclassified＿Rhizobiaceae和unclassified＿Rhodocyclacea可能参与了溶液中U(Ⅵ)的还原,Acinetobacter促进生物矿化的发生;随后在Methyloversatilis和unclassified＿Enterobacteriaceae的作用下,部分矿化生成的U(Ⅵ)沉淀被微生物逐渐还原成U(Ⅳ)沉淀。本实验为今后微生物治理铀污染地下水的长效性能强化...     

交联海藻酸钠固定化的腐殖酸多孔性薄膜对铀(Ⅵ)的吸附性能及机理

采用戊二醛交联海藻酸钠固定化的腐殖酸,制备得到多孔性薄膜(GA-HA/SA),用于去除含铀废水中的铀(Ⅵ)。通过静态吸附实验,研究了pH值、初始浓度、接触时间、温度对GA-HA/SA吸附U(Ⅵ)效果的影响,进行了吸附过程的热力学与动力学分析;通过红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)探讨了相关吸附机理。实验结果表明,pH值为6时吸附效果最好,吸附在60 min基本达到平衡。吸附过程符合Langmuir和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温模型;25℃时,最大吸附容量为312.5 mg·g^-1。吸附动力学过程符合准二级速率方程(R² >0.99),吸附速率的控速步骤为颗粒内扩散。GA-HA/SA对U(Ⅵ)的吸附是自发的吸热反应。SEM-EDS、FTIR和D-R模型分析结果表明,与U(Ⅵ)相互作用的基团主要是羧基,且GA-HA/SA吸附U(Ⅵ)的机理表现为离子交换。     

g-C_3N_4-RGO-TiO_2光催化还原U(Ⅵ)的实验研究

以尿素为氮源、TiO_2为钛源,引入还原氧化石墨烯,采用超声合成法制备了氮化碳-还原氧化石墨烯-二氧化钛(g-C_3N_4-RGO-TiO_2)三元异质Z型光催化剂,在可见光照射下光催化还原低浓度含铀水溶液。结果表明,当pH=6,催化剂浓度为0.2 g/L,光照强度为600 W时,铀的光催化还原率最高达到99%。U(Ⅵ)被还原为U(Ⅳ),除了光生电子(e^-)的还原作用外,还原基团CO_2-)的还原作用外,还原基团CO_2^-·也参与U(Ⅵ)的还原。     

KH550/纳米氧化铝复合材料对铀(Ⅵ)吸附研究

本文以KH550为表面处理剂,对纳米Al_2O_3进行了表面改性,制备了一种新型纳米复合材料。以分光光度计为检测手段,在静态条件下,研究了改性纳米Al_2O_3对铀(Ⅵ)的吸附。探讨了溶液pH值、初始浓度、吸附时间等对铀(Ⅵ)吸附的影响,研究了吸附等温线。结果表明,改性纳米Al_2O_3在pH=6,吸附时间为1 h,铀初始浓度为2μg/mL时,对UO_2~(2+)的吸附效果最佳;应用于实际水样中铀的吸附,效果较好。     

镁铝类水滑石去除U(Ⅵ)的吸附研究

通过静态吸附试验,研究了镁铝类水滑石(Mg-Al LDH)对UO_2~(2+)的吸附效果。实验考察了初始pH、吸附剂投加量、吸附时间对Mg-Al LDH吸附U(VI)的影响。试验表明,Mg-Al LDH吸附U(Ⅵ)的最佳p H在6.77,反应在120 min达到平衡,Mg-Al LDH对U(VI)的饱和吸附量为53.4 mg/g。     

铀杂多配合物的合成及电化学性质的研究

以二氧化铀、1,10-邻菲咯啉、钼酸钠为原料,水热合成了配合物(C12H7N2)7H9[UMo6O24].5H2O,并对其进行了元素分析、红外光谱、紫外光谱及电化学分析等表征。循环伏安法研究结果表明,配合物有3对氧化还原峰,电子转移发生在电对U(Ⅵ)/U(Ⅴ)、U(Ⅴ)/U(Ⅲ)和U(Ⅲ)/U(Ⅱ)。该配合物具有良好的氧化还原电化学性能。     

污泥基生物炭处理酸性含U(Ⅵ)废水的效能与机理

通过城市污泥（SS）慢速热解制备污泥基生物炭（SSB），并研究初始pH、投加量、共存离子、吸附时间和温度等因素对SSB去除U(Ⅵ)的影响，探讨吸附动力学和吸附等温线特征。通过元素分析、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析U(Ⅵ)吸附去除的机理。结果表明SSB去除U(Ⅵ)的适宜条件为：pH=3、投加量1 g/L、吸附时间240 min；在此条件下，在温度30℃时最大吸附量为34.51 mg/g。吸附动力学符合拟二级动力学模型；Langmuir吸附等温模型能更好描述生物炭对U(Ⅵ)的吸附行为。U(Ⅵ)吸附去除机理主要包括静电作用，与Si—O—Si的n-π相互作用，与羟基（—OH）、羧基（—COOH）的配位络合。通过5次吸附-解吸试验发现，U(Ⅵ)去除率和SSB再生率均在80%以上。本研究表明污泥基生物炭具备处理与修复酸性含U(Ⅵ)废水污染的潜力。     

解磷菌改性生物炭去除水中U(Ⅵ)的效能与机理

采用解磷菌(PSB)对猪粪生物炭(PMBC)改性制得改性生物炭(PMBC+PSB)，探讨了其对水中U(Ⅵ)的去除效果与作用机制。研究结果表明， PMBC改性24 h制得生物炭(PMBC+PSB24)的除U(Ⅵ)效果最佳，改性后生物炭内壁孔洞明显增多，BET结果测定PMBC+PSB24比表面积和总孔体积相较改性前分别增加了88.1%和39.7% 。当温度为30 ℃，pH值为4， U(Ⅵ)初始质量浓度10.00 mg/L，PMBC+PSB24投加量0.20 g/L时，其对水中U(Ⅵ)去除率达99.46%。PMBC+PSB24对水中U(Ⅵ)最大吸附容量达555.19 mg/g，相较未改性的提升24.44%，吸附过程符合Freundlich 等温模型与拟二级动力学模型。SEM、TEM表征结果显示，PMBC+PSB24表面和菌体内部均出现放射状晶体，XRD结果表明该晶体为变钾铀云母[K(UO2)(PO4)·3H2O]。FTIR、XPS结果表明，PMBC+PSB24表面官能团丰度提高，参与吸附的主要为羟基和磷酸基团。改性生物炭主要的除U(Ⅵ) 机理为表面络合和矿化沉淀。经过5次吸附-解吸循环后改性生物炭的吸附量仅下降9.4%，具有良好的再生性能。     

铀(Ⅵ)与5-Br-PADAP-氟离子(磺基水杨酸)络合反应的研究

用pH 7.8的三乙醇胺-高氯酸作缓冲溶液,在含有混合掩蔽剂(CYDTA、氟化钠、磺基水杨酸混合液)的45～50％(体积)乙醇介质中,铀(Ⅵ)与5-Br-PADAP的灵敏显色反应已广泛应用于地质、矿冶等部门中微量铀的测定。但有关铀(Ⅵ)与5-Br-PADAP反应本身的研究报导甚少。D.A.Johnson等指出,铀(Ⅵ)与5-Br-PADAP-氟离子能形成紫色的UO_2~(2 )-5-Br-PADAP-F~-电中性三元混配络合物。笔者分别研究了     

氨基化改性壳聚糖磁性树脂的原位制备及其对UO_2~(2+)的吸附性能

利用NaOH/Fe~(2+)反应体系生成Fe(OH)_2,同时通入低浓度O_2使Fe(OH)_2氧化成Fe_3O_4,在壳聚糖基质内部均匀生成磁性物质;并利用三聚磷酸钠交联,原位制备氨基化改性磁性壳聚糖树脂(TETA-MCR)。考察了不同pH、吸附时间、初始浓度及温度对TETA-MCR吸附UO_2~(2+)性能的影响。FT-IR分析表明氨基是UO_2~(2+)主要吸附位,通过配位络合吸附UO_2~(2+)。吸附动力学符合拟二级动力学模型,并且为自发吸热过程。吸附等温线符合Langmuir模型,298 K时最大吸附容量达166.6 mg UO_2~(2+)×g~(-1)。TETA-MCR对UO_2~(2+)吸附具有吸附容量较高、易于磁分离、可重复使用的优点,可作为UO_2~(2+)分离的新型磁性吸附剂。     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

三齿吡啶型希夫碱钼(Ⅵ)配合物催化合成环氧大豆油

"一锅法"合成了2-吡啶甲醛缩邻氨基酚希夫碱钼(Ⅵ)配合物Mo O2(L)(Et OH)(L=2-吡啶甲醛缩邻氨基酚),采用红外光谱(FTIR)、热重(TG)、光电子能谱(XPS)、元素分析和电感耦合等离子体发射光谱(ICP)对配合物的结构、金属含量进行表征。研究了该配合物在合成环氧大豆油中的催化活性,考察了反应温度、时间、催化剂用量、氧化剂和大豆油摩尔比对大豆油转化率、环氧产物选择性的影响。结果表明:在80℃、m(催化剂)=30 mg、n(大豆油)∶n(叔丁基过氧化氢)=1∶1.5、反应10 h的条件下,大豆油转化率为69.7%,环氧产物的选择性为62.9%。     

铀的容量法测定(文摘)

先用锌汞齐还原到U~(4+)後,使用铁氰化钾作氧化剂可以测定铀。滴定可在碳酸钠、氰化钾和氯化铵的溶液中完成;电位法所指示的终点感到适当些。手续:在分离漏斗中含有5～50毫克的UO_2~(2+)溶液与100克锌汞齐及5～10毫升的5%硫酸,摇动5分钟。     

弱磁场强化零价铁对水中U(Ⅵ)去除效能

考察了弱磁场(WMF)对零价铁去除水中U(Ⅵ)效能的影响,并探讨了其主要机理。结果表明,在初始pH(pHini)为3.0~7.0,有弱磁场(w/WMF)的条件下,零价铁去除U(Ⅵ)的一级动力学速率常数提高了0.7~11.2倍。当初始pH为4.0、零价铁的投加量为0.5 g·L~(-1)时,弱磁场作用下的零价铁对U(Ⅵ)的去除容量为1.7 g·g~(-1),相比无弱磁场(w/o WMF)时提高了约0.3倍。pH变化、Fe~(2+)浓度和SEM的结果说明,弱磁场通过促进零价铁的腐蚀促进其对U(Ⅵ)的去除。从XPS光谱分析中发现,零价铁去除U(Ⅵ)的主要机理为先吸附、后还原。弱磁场只能够加速其吸附和还原过程,而不能影响零价铁对U(Ⅵ)的去除机理。弱磁场促进零价铁去除U(Ⅵ)具有价格低廉、环境友好、无须额外的能量和药剂投入等优点,因而有良好的应用前景。     

氨基功能化烟叶生物碳对废水中U(VI)的吸附行为

以废弃卷烟烟叶为原材料，对其进行碳化处理后再引入氨基功能团制备氨化烟叶生物碳吸附剂(ATC)，研究pH、投加量、温度、吸附时间对ATC吸附U(VI)的影响。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术进行机理分析。结果表明：在初始浓度为250mg/L、pH=6、投加量为0.2 g/L、温度为40 ℃、吸附时间为210 min，ATC对U(VI)的最大吸附量为495.04mg/g。吸附动力学符合准二级动力学模型；Langmuir吸附等温模型能更好描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为。U(Ⅵ)吸附去除机理主要包括静电相互作用，与氨基(-NH2)、羟基 (-OH)、羧基 (-COOH)的配位络合,与 Si-O-Si的“π-π“相互作用。通过5次吸附-解吸试验发现，U(Ⅵ)去除率在86.71%以上。本研究表明氨化烟叶生物碳具备处理与修复弱酸性含U(Ⅵ)废水污染的潜力。     

含铀废水的还原处理

随着核能的快速发展和应用,产生的含铀放射性废水与日俱增,严重影响人类的健康和环境的保护,为此,含铀废水的治理受到了广泛关注。还原处理技术能够将含铀废水中的U(VI)转化为毒性小、难迁移的U(IV),在含铀废水的处理方面显示了较好的应用前景。本文主要对几种含铀废水还原处理技术的最新研究进展进行了分析概述。     

富集的硫酸盐还原菌沉积物生物还原地下水中U(Ⅵ)的实验研究

通过添加富集得到的含有丰富的硫酸盐还原菌的沉积物到沉积物-地下水微模型中,并添加乙醇作为碳源,分别与接种硫酸盐还原菌并添加碳源组和仅添加碳源组相比较,研究富集的硫酸盐还原菌沉积物对地下水中U(Ⅵ)还原的作用。结果表明,添加硫酸盐还原菌沉积物组、接种硫酸盐还原菌组和对照组中的铀浓度分别在第19、22和28 d下降至GB 23727—2009规定的0.05 mg·L-1排放标准以下。各组沉积物中具有还原U(Ⅵ)功能的微生物群落的多样性差异较小。添加硫酸盐还原菌沉积物组、接种硫酸盐还原菌组和对照组的沉积物中具有还原U(Ⅵ)功能的微生物群落的丰度分别为35.3%、32.5%和13.1%。由此可见,富集的硫酸盐还原菌沉积物增加了微模型中具有还原U(Ⅵ)功能的微生物群落的丰度,从而促进了U(Ⅵ)的还原。     

单宁为模板水热合成纳米TiO_2及其对铀的吸附

利用单宁可与金属离子形成稳定配合物的性质,以不同的单宁为模板,水热合成了纳米二氧化钛(T-NTO),用FTIR、XRD、BET、SEM、TEM对合成的T-NTO的结构及形貌进行表征,并考察其对铀的吸附性能。结果表明:以单宁为模板水热法合成可以明显提高纳米二氧化钛的比表面积,从而提高其吸附容量;T-NTO对铀有较强的吸附能力,并且以不同单宁为模板制备的T-NTO对铀(UO_2~(2+))的吸附容量存在明显差异,杨梅单宁为模板合成的纳米二氧化钛(BT-NTO)粒径最小,比表面积达到96.61 m~2/g;T-NTO对铀的吸附等温线符合Langmuir方程,BT-NTO在318 K时对铀的吸附容量高达0.7054 mmol/g;而吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附速率较快;共存阳离子Zn~(2+)、Mg~(2+)、Pb~(2+)、Mn~(2+)、Na~+及共存阴离子Cl~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)对BT-NTO吸附铀的影响很小,而F–的影响较大,但可通过引入Al~(3+)来减小F–的影响。解吸实验表明:0.1 mol/L的HNO_3溶液可使吸附的铀解吸下来,BT-NTO可多次重复使用。