三聚磷酸钠交联磁性壳聚糖树脂对铀酰离子的吸附特性

以三聚磷酸钠为交联剂,分别在pH值为3和8条件下制备具有不同交联度的磁性壳聚糖树脂(TPP-MCR)。考察了pH值、吸附时间及初始铀浓度对TPP-MCR吸附UO2+2的影响。结果表明,pH值对两种不同交联度TPP-MCR吸附UO2+2的影响差别较大。FTIR分析表明,TPP-MCR中磷酸根为UO2+2主要吸附位。TPP-MCR吸附UO2+2为吸热自发过程,吸附动力学可用拟二级动力学模型拟合,表明以化学吸附为主。吸附等温线可用Langmuir模型拟合,293K时最大吸附容量为166.7mg/g。吸附UO2+2后的TPP-MCR可用0.1mol/L HNO3-0.1 mol/L EDTA溶液洗脱再生,并可重复使用多次。     

铀酰离子印迹聚合物的合成及在分析中的应用

以UO₂²⁺为印迹离子,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,邻苯二酚-UO₂²⁺-4-乙烯基吡啶三元配合物为模板,与苯乙烯单体、交联剂二乙烯基苯在甲醇溶液中通过共聚反应制备了UO₂²⁺印迹聚合物微球。该印迹聚合物微球经6mol/LHCl处理后留下与铀酰离子大小相匹配的空穴,对水溶液中微量铀有富集作用,在pH＝5～7及吸附时间在20min以上时,该印迹聚合物微球对水溶液中微量铀的吸附率可达99%以上,且具有良好的选择性;HCl浓度在1.0mol/L以上,淋洗体积为聚合物体积的5倍以上,淋洗时间在20min以上时洗脱率可达99%以上。将其应用于卤水中微量铀的测定,与标准方法相比较,所得结果令人满意。     

偕胺肟聚丙烯腈对铀酰离子吸附热力学及动力学过程分析

放射性含铀废水会带来环境污染风险,合理有效处理含铀废水十分必要。本研究通过吸附实验探究偕胺肟聚丙烯腈（AO-PAN）对U（Ⅵ）的吸附特性,系统研究吸附温度、初始浓度、吸附时间对AO-PAN吸附U（Ⅵ）的影响。结果表明,随着吸附温度升高,AO-PAN对U（Ⅵ）的吸附量逐渐增加,在343 K温度时吸附量达201.6 mg/g。不同温度条件下随着吸附时间增加,AO-PAN对U（Ⅵ）的吸附量逐渐升高,吸附初始时吸附速率较快,随着吸附逐渐进行吸附曲线逐渐趋于平缓,最终达到吸附平衡。AO-PAN对铀的吸附量随溶液中初始浓度的增加而升高,温度为303 K,溶液中初始铀浓度为500 mg/L时,AO-PAN对U（Ⅵ）的吸附量达305.8 mg/g。此外,AO-PAN对铀酰离子的吸附符合朗格缪尔（Langmuir）模型,吸附热力学分析表明AO-PAN对铀酰离子的吸附是吸热和自发过程,吸附动力学分析表明AO-PAN对铀酰离子的吸附行为遵循准二级动力学模型,吸附速率控制机理分析表明AO-PAN对U(Ⅵ)的吸附初始受颗粒内扩散过程控制,随着吸附不断进行吸附过程逐渐由颗粒内扩散控制变为液膜扩散过程控制。吸附实验结果表明,AO-PAN是一种优良的吸附剂,可以用于吸附废水中U(Ⅵ),吸附过程的模型方程可以用于AO-PAN对U(Ⅵ)吸附过程的分析和计算。     

偕胺肟基聚偏氟乙烯粉体对铀酰离子的吸附研究

通过批量吸附实验研究了辐射接枝技术制备的偕胺肟基聚偏氟乙烯(PVDF-g-PAO)粉体对低浓度铀酰离子的吸附行为,考察铀酰离子初始浓度、温度、pH值对吸附行为的影响。结果表明,PVDF-g-PAO粉体对低浓度铀酰离子的吸附较快,约180 min达动态平衡,吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,吸附反应是熵增加的吸热反应。体系pH值对铀酰离子吸附率影响表明,pH值在5?8范围内时,吸附率变化不大,偕胺肟基材料比较适合海水环境下的吸附,同时发现对材料上已吸附铀酰离子可用酸或碱溶液脱附。     

离子液体用于溶剂萃取铀酰离子的初步研究

初步研究了以咪唑类离子液体1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C8mim][PF6])、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])和季胺类离子液体三辛基甲基氯化铵([N8881][Cl])为稀释剂,TBP为萃取剂,从硝酸介质中萃取铀酰离子。研究结果表明,铀的萃取分配比随水相初始硝酸浓度的增加而增加,季胺类离子液体略好于咪唑类离子液体,但都比对照稀释剂异辛烷差。研究了以碳酸胍为反萃剂的反萃条件。碳酸胍在实验条件下均能从这3种离子液体萃取体系中定量反萃铀酰离子,解决了用离子液体萃取铀酰离子中的反萃及离子液体的循环使用问题。     

~1HNMR法测定铀酰离子的水合数

报道了~1HNMR法测定铀酰离子水合数的结果。在高氯酸体系中,随着C_(H_2o)/Cuo_2~(2+)增大,铀酰离子的水合数由4变至5。在盐酸体系中,铀酰离子的水合数随酸浓度的增大而减少。当C_(HCI)/Cuo_2~(2+)达到4.0时,铀酰离子不以水合物形式存在。在硝酸体系中,C_(HNO_3)/C_(uo_2~(2+))≥2:1时铀酰离子以二水合物形式存在。对于C_(H_2o)/C_(uo_2~(2+))值较大的情况,用六甲基二硅醚为内标物测定水合数。根据测得的结果对铀(Ⅵ)配位化合物在溶液中可能存在的结构作了探讨。     

铀酰离子在磷酸锆上的吸附性能

采用静态法研究了铀酰离子在Zr2O(PO4)2、ZrP2O7上的吸附行为。铀酰离子在Zr2O(PO4)2、ZrP2O7上的吸附受体系pH值的影响很大,随pH值升高吸附百分比增大;由于2种磷酸盐合成温度、磷锆比的不同,其吸附边界也不相同。在研究范围内,离子强度对铀酰离子在Zr2O(PO4)2、ZrP2O7上吸附的影响很小;在低pH下,加入富里酸能增大铀酰离子在Zr2O(PO4)2上的吸附,而对铀酰离子在ZrP2O7上的吸附基本无影响;几种简单有机酸邻苯二酚、苯二甲酸氢钾、水杨酸加入体系后,对铀酰离子在Zr2O(PO4)2、ZrP2O7的吸附影响很小。     

包含酰胺类萃取剂的微胶囊萃取铀酰离子

用制备的包覆酰胺类萃取剂的微胶囊研究了其在水溶液中对ＵＯ＾２＋２的萃取条件。并对反萃取及微胶囊的重复使用作了初步探讨。结果表明,微胶囊包覆萃取剂后,隔开了有机相和水相,可避免乳化及三相的产生。     

有机荧光探针在铀酰离子检测方面的研究进展

荧光分析法是检测铀酰离子最主要的方法之一,它具有设备简单、高灵敏度和高选择性等优点。本文主要阐述了近几年来有机荧光分子在铀酰离子检测领域的研究进展,主要包括有机荧光染料、含氧酸等天然荧光/药物分子,以及利用席夫碱、卟啉、偕氨肟等官能团构筑的有机荧光分子和AIE型荧光分子等。这为后续性能优异的有机荧光探针的分子设计和铀酰离子检测等研究工作提供了借鉴。     

胞外聚合物在腐败希瓦氏菌处理铀污染地下水中的作用

以模拟铀污染地下水为对象,采用腐败希瓦氏菌对其进行了固定铀实验,利用单粒子 电感耦合等离子体质谱（SP ICP MS）、3种胞外聚合物（EPS）提取方法和碳酸氢钠 硝酸分级提取法表征了腐败希瓦氏菌和EPS中铀的含量和赋存形态,并采用傅立叶红外光谱（FT IR）技术分析了EPS与铀反应前后的变化。结果表明,阳离子交换树脂（CER）法适用于表征EPS中的铀含量及形态,EPS中的铀可占腐败希瓦氏菌固定铀总量的(140±10)%。SP ICP MS分析表明,CER法获得的EPS中颗粒铀是其主要形态,EPS在固定铀的过程中,既涉及到生物吸附,也涉及到生物矿化。FT IR分析进一步说明生物吸附时,铀可与EPS中的羧基官能团结合。以上结果表明,EPS在腐败希瓦氏菌固定铀的过程中发挥了重要作用。     

铀酰在氧化石墨烯和碳纳米纤维上吸附的研究进展

铀是核能利用过程中（包括铀矿开采加工、乏燃料后处理和放射性废物的处置等）存在的重要元素之一。铀酰(UO²⁺₂)具有很好的水溶性易于在环境中扩散、迁移与转化。由于其放射性和化学毒性，铀酰进入环境中将对生物和人类造成潜在的威胁。因此，开发新型的纳米材料对水中铀酰的治理具有非常重要的意义。本论文评述氧化石墨烯(GO)、碳纳米纤维(CNF)及其复合材料对铀酰的吸附过程，为实际含铀废水的治理提供理论依据，为我国核能可持续发展和核环境的保护提供技术支持。     

聚丙烯酰胺-咪唑类聚离子液体凝胶的辐射合成及其对铀和碘的吸附

采用γ射线辐射引发技术制备了一类聚丙烯酰胺-咪唑类聚离子液体凝胶(PAm-C_nvim_2Br_2)。当吸收剂量为5kGy时,得到了凝胶分数超过95%的聚离子液体凝胶,其溶胀度可由吸收剂量控制。合成的PAmC_nvim_2Br_2可以从碳酸盐溶液中吸附铀最大吸附量约130mg/g,或从碘化钠溶液中吸附碘离子最大吸附量约160mg/g,吸附过程符合Langmuir模型。红外与XPS分析表明,吸附过程遵循离子交换的反应机理。PAmC_nvim_2Br_2凝胶对铀及碘有很好的吸附、解吸性能,有望用于含有铀和碘的放射性废水处理。     

活性炭对土壤氡吸附饱和性能研究

选用六组不同类型的活性炭,通过室外对土壤氡的吸附饱和实验,研究了活性炭对低射气土壤氡的吸附行为。实验结果表明:不同类型的活性炭对土壤氡的吸附饱和时间不同,均远小于30 d,吸附性能较好的椰壳活性炭在第八天即达到吸附饱和;不同类型活性炭的吸附饱和浓度差异也较大。因此,在低射气区进行活性炭吸附氡气测量时,应选择小粒径的椰壳活性炭作为吸附载体。     

低温活性炭降氡技术研究

地下低本底实验室在创造低放射性本底实验环境方面有着很大的降氡需求,为此本文研发了一种原理性活性炭降氡装置,以筛选出的KC-6型活性炭为研究对象,使用连续进气法,在-50~25℃温度范围内测量了活性炭对氡的动力学吸附系数。实验结果表明,在该温度范围内,活性炭的动力学吸附系数与绝对温度呈指数关系,降低活性炭的温度能显著提高活性炭对氡的吸附性能,在-48℃的温度条件下,活性炭的动力学吸附系数达171.4L/g,较室温条件下增加了20倍以上。依据本实验获得的实验数据,计算出KC-6型活性炭的吸附热Q=(20.5±1.7)kJ/mol。     

基于DNA酶的铀酰离子传感方法

铀在核能发展中扮演着十分重要的角色,铀污染的防治是一个必须解决的问题,因此对铀酰离子(UO_2~(2+))的检测方法研究,成为了人们关注的热点。DNA酶具有高度的特异性识别能力,是一种理想的生物探针。本文简要介绍了DNA酶的结构特征,概述了近期发展的基于DNA酶的UO_2~(2+)传感方法,包括比色法、荧光法、表面增强拉曼光谱法、共振光散射法和电化学法等,主要介绍了杂交链反应和目标催化发卡组装两种无酶放大技术。DNA酶的使用使得传感器对UO_2~(2+)的检测能力基本上在纳摩尔量级,展现出很高的灵敏度,结合生物无酶放大技术后,传感器的性能得到数量级的提高。在未来传感技术简单、快速、灵敏和便携的趋势下,基于DNA酶的传感器具有非常广阔的应用前景。     

活性炭高压吸附氡气技术研究

加压是提高活性炭吸氡效率的有效途径之一,但加压又伴随着不利于氡吸附的温湿度变化。为此设计并构建了消除这些不利变化的活性炭高压吸附装置,模拟了5种活性炭吸附环境,研究了动态吸附系数与压力、温度、湿度的关系。实验结果表明,增加系统压力并降低相对湿度和吸附温度,活性炭吸附氡气的动态吸附系数得到成倍的提高,高压低温低湿状态（0.6 MPa,0 ℃,20%~24%）的动态吸附系数是常压常温常湿状态（0.1 MPa,28 ℃,54%~65%）的5倍。此研究为今后开展加压吸氡技术相关影响因素的系统研究和高效除氡装置的研制打下了基础。