鐵基磁性材料的制備及其鈾吸附性能研究.pdf

1、隨著社會工業(yè)化的發(fā)展，人類對能源的需求在不斷增長，能源短缺問題已成為全球關注的焦點。由于傳統(tǒng)的能源燃料日益減少，致使發(fā)展核能成為世界各國的主要選擇。核能發(fā)展過程中，鈾資源的短缺和對環(huán)境的污染成為了制約其發(fā)展的主要問題。在鈾礦石的開采和冶煉加工過程及核燃料燃燒后產生的大量的含鈾廢液，對溶液中鈾的提取和回收技術的研究對我國核電事業(yè)的發(fā)展、鈾資源的充分利用及環(huán)境保護等領域都具有十分重要的意義。
　　本論文制備多種鐵基磁性吸附材料，并研究

2、這些吸附材料在不同實驗條件下對水體中鈾的吸附性能，并探討相關吸附機理。
　　采用溶劑熱法制備空心CoFe2O4微球磁性吸附材料。通過震動樣品磁強計（VSM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等方法對產物進行表征，結果顯示空心CoFe2O4微球粒徑尺寸約為0.5μm，飽和磁化強度為20.9emu/g，對外加磁場有較好的磁響應能力。經實驗結果表明，在反應溫度180℃、時間4h時所合成的空心CoFe2O4微球的結晶度和

3、形貌最佳。經吸附性能實驗結果表明，當溶液pH=6.0時，対水體中鈾吸附效果最好，去除率可達到96.01％。經動力學和熱力學研究表明，空心CoFe2O4微球對鈾的吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型和準二級動力學模型。
　　以雞蛋蛋清為絡合劑利用溶膠-凝膠法制備具有大孔結構的鐵酸鈷樣品。通過分析測試方法對產物表征。結果顯示在反應溫度為500℃、反應時間4h時所合成的大孔結構CoFe2O4結晶度最好，形貌最佳。飽和磁化強度為2.7

4、8emu/g，對外加磁場有較好的磁響應能力。當pH值等于5.0時，吸附效果最好，其最大吸附容量為97.17mg/g，在120min達到吸附平衡。具有大孔結構的CoFe2O4樣品對鈾的吸附過程符合準二級動力學模型和Langmuir等溫吸附模型。經熱力學研究表明該吸附過程是一個自發(fā)、吸熱過程。
　　通過共沉淀法合成四氧化三鐵復合的甘蔗渣吸附材料。通過TEM表征發(fā)現(xiàn)在MCB表面復合的Fe3O4磁性納米粒子具有球形形貌，平均粒徑約為20n

5、m。經VSM測試MCB飽和磁化強度為36.4emu/g，具有順磁性。當pH值等于5.0時，吸附效果最好，去除率可達98％。動力學研究表明具有磁性性能的甘蔗渣對鈾的吸附過程在60min處達到平衡，并且該吸附過程符合準二級動力學模型和Langmuir等溫吸附模型。
　　采用EDTA對磁性甘蔗渣（MSCB）進行表面改性，得到產物EDTA-MSCB。通過FI-IR、VSM、SEM、TEM等分析測試方法對產物進行表征，結果表明所制備的EDT