固定化真菌微球吸附鈾的研究.pdf

1、鈾礦開(kāi)采及選冶過(guò)程中產(chǎn)生的廢水是造成水環(huán)境鈾污染的主要來(lái)源。溶解態(tài)的六價(jià)鈾(U(VI))隨著水流的遷移而在水體中聚集，這對(duì)環(huán)境造成極大的危害。此外，水體中的鈾可以通過(guò)食物鏈循環(huán)而進(jìn)入到人體，對(duì)人體腎臟造成損傷而威脅人類(lèi)身體健康。有研究表明，生物吸附法是治理鈾污染水體的有效的方法之一，而微生物可以作為安全有效的生物吸附劑使用。
　　在本研究中，采用海藻酸鈣包埋黑曲霉粉末的方法制備固定化黑曲霉微球。通過(guò)靜態(tài)批次實(shí)驗(yàn)，研究溶液pH值、反

2、應(yīng)時(shí)間、初始鈾濃度以及生物投加量對(duì)固定化黑曲霉微球吸附鈾的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合Langmuir、Freundlich和Redlich-Peterson等溫吸附模型來(lái)分析固定化黑曲霉微球?qū)︹櫟奈狡胶?。?0℃獲得微球吸附鈾的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合Lagergren準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)和顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程分析鈾的吸附行為。熱力學(xué)參數(shù)包括吉布斯自由能變化ΔGo、熵變?chǔ)o和焓變?chǔ)o則通過(guò)ln Kd對(duì)溫度倒數(shù)1/ T作圖并直線擬合并由直線的斜率及

3、截距計(jì)算獲得。采用電鏡掃描聯(lián)用能譜分析技術(shù)觀察檢測(cè)固定化黑曲霉微球表面吸附鈾前后的形態(tài)及成分變化。
　　研究結(jié)果表明，采用海藻酸鈣固定化技術(shù)可以明顯提高吸附劑對(duì)鈾的吸附容量。溶液pH值對(duì)固定化黑曲霉微球吸附鈾過(guò)程影響較大，其最佳的pH值為5.0，并且吸附反應(yīng)在9h達(dá)到平衡。微球?qū)︹櫟奈狡胶鈹?shù)據(jù)符合 Langmuir等溫吸附模型，在30℃條件下對(duì)鈾的最大吸附容量為649.4 mg/g。微球?qū)︹櫟奈叫袨榉蠝?zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)和顆粒內(nèi)擴(kuò)散

4、模型，其對(duì)鈾的吸附過(guò)程同時(shí)受到質(zhì)量傳遞、活性位點(diǎn)吸附以及微球內(nèi)部擴(kuò)散影響。通過(guò)分析不同溫度下的鈾吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算獲得了吸附反應(yīng)過(guò)程中的ΔHo(26.45 kJ/mol)、ΔSo(0.167 kJ/mol K)及ΔGo，結(jié)果表明微球?qū)︹櫟奈椒磻?yīng)自發(fā)進(jìn)行，為吸熱反應(yīng)。電鏡掃描聯(lián)用能譜分析表明固定化黑曲霉微球?qū)︹櫨哂袕?qiáng)的吸附能力。硝酸或者鹽酸可以有效地解析固定化黑曲霉微球吸附的鈾。綜上所述，固定化黑曲霉微球可以作為一種有效的吸附劑來(lái)去除并回