铀矿冶排水环境中吸附铀的一种新材料—硅胶

随着铀的大量工业应用,铀矿冶领域每年将产生数以万吨的含铀废水。本文拟用对排水环境中铀的一种新的吸附材料--硅胶来吸附模拟废水中铀的性能,这为进一步的理论研究提供了一定的基础。主要考察了p H值、温度、振荡吸附时间、铀初始浓度等对铀的去除率及吸附量的影响。硅胶处理剂具有良好的除铀效果,在所选择的条件下,去除率高。实验结果表明:吸附率随其粒径的减小而增大,而随其用量的增加而增大;正交实验结果表明:在p H为6、硅胶用量为0.5 g、铀初始浓度为25 mg/L、吸附时间为120 min、硅胶粒径为160目的条件下,铀的去除率最高。且p H值控制在6~9之间,达到国家环保要求。用硅胶除铀,方法简单,除铀率高,特别适合于酸溶浸铀后,地下低放射性含铀废水的处理。     

多孔SiO_2凝胶对废水中铀的吸附性能研究

采用间歇法研究了多孔SiO2凝胶在不同的条件下(pH值、固液比、浓度、介质)对溶液中铀的吸附性能,并初步探讨了其吸附机理。研究结果表明:分相法制备的多孔SiO2凝胶对铀具有良好的吸附性能,吸附机理符合Langmuir等温吸附方程,为单分子层包覆;吸附体系的最佳pH值约为6.0,最佳固液比约为1∶500,对铀的吸附的平衡吸附量随着初始浓度的增大逐渐升高直至饱和,平衡吸附率及吸附比逐渐降低;对铀的吸附性能与溶液中干扰离子的种类和价态有关,三价离子对铀的吸附反应影响较大,二价及一价离子对铀的吸附反应基本无影响。     

生物对铀的吸附研究

研究榕树叶、啤酒酵母菌、大肠杆菌在不同pH值、吸附时间t和不同初始浓度的铀下吸附的规律,进行了实验室吸附模拟实验,绘制出吸附等温线,并由吸附等温线Freundlich曲线求出相应参数。初步对榕树叶、啤酒酵母菌、大肠杆菌对铀的吸附能力进行评价:大肠杆菌对铀酰离子吸附强度强于啤酒酵母菌和榕树叶的吸附强度;而榕树叶的吸附强度优于啤酒酵母菌铀酰离子的吸附强度。     

三种微生物对铀的吸附行为研究

开展了酵母菌(真菌)、枯草芽孢杆菌(细菌)、小球藻(藻类)对水体中铀(Ⅵ)的吸附性能及机理研究.结果表明:3种微生物对铀都具有较好的吸附效果.酵母菌,小球藻,枯草芽孢杆菌对铀的最佳吸附率分别为97.19%、97.13%、98.03%;且最大吸附量分别达到341.2、356.5、512.5mgU/g(DW).3种微生物对铀的吸附过程和机理有所不同,酵母菌和小球藻符合Langmuir模型,枯草芽孢杆菌更适合Freundlich模型,吸附至12h,酵母菌表面逐渐出现铀和磷的片状结晶及含铀沉积物堆积,小球藻和枯草芽孢杆菌与铀(50mgU/L)作用后细胞出现明显变形,菌体表面未出现铀的结晶物.     

酵母菌对低浓度铀的吸附机理及动力学研究

探究了以活性和高温灭活酵母为生物吸附剂对低浓度放射性核素铀的吸附能力、相关的动力学特性及机理.结果显示,活性酵母菌和灭活酵母菌对铀的最佳吸附p H分别为5.5和4.5,达到吸附动态平衡所需时间分别为240 min和30 min,活性酵母菌对铀的最佳吸附温度为26℃,而灭活酵母菌对铀的吸附能力受温度影响不明显.不同温度下,活性与灭活酵母对铀的吸附动力学均能较好地符合准二级动力学模型,可决系数均在0.99以上,表明活性与灭活酵母菌对铀的吸附过程中,都存在着电子共用或电子转移过程.扫描电镜结果显示,吸附铀后的活性酵母菌菌体表面出现凹陷,少量块状铀沉淀附着在表面,而经过高温高压处理的灭活酵母菌菌体表面积明显增大,大量的纳米颗粒状铀沉淀附着在表面.红外光谱分析表明,在活性酵母菌对铀离子吸附的过程中,羟基、醛羰基、N—H、C—N等为主要的吸附位点,而羟基、酮羰基、P=O、—HPO_4~(2-)等为灭活酵母菌对铀离子吸附的主要位点.     

地浸井场外围含水层砂岩对铀的吸附行为

天然含水层介质对铀的吸附是地下水铀天然衰减的决定因素.然而,人们对天然含水层砂岩吸附铀行为的认识相当有限.因此,本文采用静态实验及数值模拟相结合的方法研究了地浸井场外围砂岩对铀的吸附行为,探究了天然砂岩对溶液中铀的吸附动力学和等温吸附特征,研究了铀初始浓度、pH、其他离子种类与浓度对铀吸附的影响.结果表明,准二级动力学方程与Freundlich等温吸附模型可以更好地表征砂岩对铀的吸附行为;随着溶液中铀初始浓度的增大,砂岩对水溶液中铀的吸附量增大,吸附率减小;在初始pH=3时,铀的吸附率达到最大,为77%;砂岩对溶液中铀的吸附率会随反应体系中Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、HCO₃^-等离子浓度的升高而下降,4种共存离子对该吸附过程抑制能力的顺序为：SO₄^2- < Mg²⁺ < Ca²⁺ < HCO₃^-.这些研究结果可为地浸铀矿山地下水的修复提供理论支持.     

活性污泥对四环素的吸附性能研究

通过批量平衡法研究了四环素在活性污泥上的吸附行为.结果表明,污泥混合液浓度和四环素初始浓度对吸附平衡时间、污泥吸附量和污泥吸附率均有较大影响.伪二级反应动力学模型较伪一级反应动力学模型更符合本吸附实验.在10、25℃条件下,四环素在活性污泥上的吸附行为较符合Langmuir模型,最大吸附量分别是31.14、70.95 mg.g-1;在40℃下,符合Henry模型.应用D-R模型判定吸附类型,10℃(平均吸附能为9.13 kJ.mol-1)下,化学吸附占主导;40℃(平均吸附能为7.07 kJ.mol-1)下,物理吸附占主导.温度升高,污泥对四环素的吸附能力增大.离子交换是四环素在活性污泥上吸附的一种机制.四环素的初始浓度为5、10、20 mg.L-1,钠离子浓度由0 mol.L-1增加到0.1 mol.L-1时,吸附量分别下降15.32%、15.00%、20.12%.当pH在5～10之间时,pH为6的条件下污泥对四环素的吸附量最大.     

铀在凹凸棒石上的吸附特性与机制研究

采用静态实验方法研究了凹凸棒石对水溶液中铀的吸附特性,考察了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对吸附的影响,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征凹凸棒石的形貌和结构,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征凹凸棒石吸附铀前后结构的变化,探讨了凹凸棒石对铀的吸附动力学及吸附机制.结果表明,pH值对凹凸棒石吸附铀的影响显著,且在pH=5时吸附量最大.吸附量随着时间增大而增大,在2 h内可以达到平衡,吸附等温线方程符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程为准二级动力学模型.由FTIR分析可得,凹凸棒石吸附铀后,在高频区3 700～3 000 cm-1内吸光度减弱,可能是由于铀与凹凸棒石的R—OH发生配位作用形成了R—OUO2+或(R—O)2UO2等络合物;在中频区1 700～800 cm-1内吸光度减弱,可能是铀离子和镁离子产生离子交换作用.铀在凹凸棒石上的吸附机制主要表现为离子交换和配位作用.     

改性羧甲基纤维素对铀吸附机理的试验研究

对羧甲基纤维素(CMC)进行改性,并将其用于吸附废水中的铀.研究结果表明:在温度为70℃~80℃、单体质量浓度为30%~35%、羧甲基纤维素:丙烯酸(质量比)为10:2.5、反应时间为3.5~4h条件下,CMC改性效果最好;在改性CMC质量浓度为0.10g/L,温度为25℃, pH值为5.0,反应时间60min的条件下,对废水中铀去除率达到了97.1%;改性CMC对溶液中U(VI)的吸附过程符合Freundlich方程,其吸附动力学数据符合准一级方程(R2=0.9618),表明改性CMC的吸附主要是表面吸附;热力学研究表明,改性CMC对铀的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附过程是自发的吸热反应、以物理吸附为主的过程.     

粉煤灰吸附铀的影响因素探讨

为探讨粉煤灰对铀的吸附特性,考察pH、吸附时间、铀溶液浓度对吸附能力的影响,测定了吸附等温线和吸附动力学。结果表明:其吸附等温线符合Freundlich和Langmuir吸附模型,pH值是影响铀去除率的主要因素,吸附铀的最佳pH=5,铀初始浓度越高,粉煤灰的吸附量越高。实验可为地下水复原特别是采用粉煤灰渗透反应墙修复受放射性污染的地下水提供设计依据。     

Biosorption of lead by Phanerochaete chrysosporium in the form of pellets

The growth of Phanerochaete chrysosporium(ATCC 24725) in pellets was influenced by culture time,medium pH,C/N,surfactant concentration,spore number in inoculum,and shaking rate.The removal of Pb^2 from aqueous solution by this kind of mycelial pellets was studied.The results indicated that many factors affected biosorption.These factors included pH,Pb^2 concentration,co-ion,adsorption time, and chemical pretreatments of biomass.Under optimum biosorption conditions(pH4.5,27℃,16h),the highest lead uptake of 108 mg/g,was observed with mycelial pellets of 1.5-1.7 mm in diameter which were treated with 0.1 mol/L NaOH solution before adsorption.Pretreatment of biomass with NaOH further increased its biosorption capacity.     

产朊假丝酵母生物吸附Cu2+影响因素及吸附机理的研究

选取产朊假丝酵母作为生物吸附材料,在确立Cu2 最佳吸附条件的基础上,通过细胞内pH值荧光探测剂测定酵母吸附重金属前后的pH值变化,以及运用phengreen细胞内外重金属荧光探测剂进行重金属分布定位,对酵母生物吸附的机理进行了初步的探讨.实验结果表明,最佳吸附条件为PH 4.49～5.04,[酵母]:[Cu2 ]为60:1;酵母细胞内pH值随吸附时间的增加而有所升高,并由酸性变为弱碱性,与此同时酵母死亡率也随吸附时间的增加而迅速增加;生物吸附主要集中在细胞壁的结合位点上,在细胞内部基本没有;生物吸附过程分为2个步骤,首先是一个快速过程,然后是一个慢速过程,但吸附中出现的慢速过程并不一定代表重金属由细胞外进入细胞内.     

铆钉菇(Gomphidius viscidus)菌丝对Cu(Ⅱ)的生物吸附特性

在离体条件下研究了外生菌根真菌铆钉菇(Gomphidius viscidus)菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附动力学和热力学特性,并采用二级动力学方程Freundlich和Langmuir吸附等温线模型拟合G.viscidus菌丝的生物吸附特性.同时,考察了G.viscidus菌丝在不同温度和Cu(Ⅱ)起始浓度下,各自对Cu(Ⅱ)吸附能力和吸附率所造成的影响.结果表明:G.viscidus活性菌丝在2h时达到最大吸附速率,16h时达到最大平衡吸附量,其主动吸附使得对Cu(Ⅱ)具有很高的平衡吸附比例;G.viscidus活性菌丝和非活性菌丝均对Cu(Ⅱ)具有很大的吸附量,分别为25℃时的15.12与36.13mg·g-1(以干重计)和30℃时的16.23与10.42mg·g-1(以干重计);G.viscidus非活性菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附能力随温度升高而降低,G.viscidus活性菌丝则无显著变化;G.viscidus菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附能力随Cu(Ⅱ)初始浓度增加而增大,吸附率随初始浓度增加而减小.     

烟曲霉菌丝球吸附富里酸的性能及相互作用

采用投加烟曲霉菌丝球方法去除水中的富里酸,研究了pH值、吸附时间、不同富里酸初始浓度、温度、以及菌丝球的投加量对烟曲霉菌丝球吸附富里酸的影响,并利用傅里叶红外光谱技术(FTIR)分析了烟曲霉菌丝球与富里酸的吸附官能团的相互作用。结果表明:烟曲霉菌丝球对富里酸有较好的吸附效果,在最佳pH 4时对富里酸的吸附量为9.49 mg/g;吸附时间10 min时,存在吸附量突降现象,45 min时对富里酸的吸附量最大,随后稍降低至不变。随着富里酸初始浓度的增大,烟曲霉菌丝球对富里酸的吸附量也随着增大。但随着烟曲霉菌丝球的投加量的增大,对富里酸的吸附量逐渐减少。吸附过程中,烟曲霉中的氨基与富里酸分子中的羧基发生了一定的化学作用,同时与羟基等基团形成氢键,为吸热过程。     

榕树叶对铀吸附的研究

为探讨榕树叶对铀的吸附特性 ,考察 pH、吸附时间、含重金属溶液浓度对吸附能力的影响 ,绘制出吸附等温线 ,并求出Langmuir曲线和Freundlich曲线相应方程 .结果表明 :榕树叶在pH =3 ,吸附时间t=2 0min时吸附铀的能力最高 .重金属离子浓度越高 ,榕树叶的吸附量越高。     

青霉菌对Pb2+的吸附及其影响因素研究

以青霉菌(penicillium)为吸附剂,对含Pb2+废水进行吸附研究,考察了预处理方法、pH值、温度、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附效果的影响。主要结论如下:0.1 mol/l NaHCO3预处理的菌体吸附效果最好,吸附率为89.96%;吸附的最佳pH范围是4～6,pH为5时效果最好,吸附率达96.63%;青霉菌浓度越高吸附量越大;青霉菌吸附Pb2+的速度很快,在5 min时吸附率就达78.96%,且随时间的增加吸附率增大,60 min时吸附率达到最大值88.11%;温度对吸附的影响不大,在常温下即能较好吸附。青霉菌对Pb2+的吸附过程遵循Freundlich方程。     

ε-聚赖氨酸生产废菌体对六价铬吸附影响的研究

以ε-聚赖氨酸(ε-PL)发酵生产废菌体小白链霉菌(Streptomyces albulus)PD-1为研究对象,探讨了其对吸附Cr(Ⅵ)的影响.实验过程中,对预处理方式、pH、初始Cr(Ⅵ)浓度、吸附时间和温度等因素进行了考察.结果表明,HCl预处理的菌体具有较好的吸附能力,Cr(Ⅵ)的吸附增加率达到22.7%,最佳pH为2.0左右,温度对Cr(Ⅵ)的吸附影响不大.实验过程中分别采取Langmuir和Freundlich 2种吸附等温模型对实验数据进行了拟合,得到2个模型的线性相关系数R2分别为0.979 4和0.979 8,这表明吸附过程中既存在单层吸附同时也存在复杂的多层吸附,小白链霉菌对Cr(Ⅵ)的最大理论吸附量为23.92mg.g-1.通过傅里叶变换红外光谱分析,酰胺基和羟基等基团在吸附过程中起主要作用.     

青霉菌和镰刀菌对重金属Cd~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)和Pb~(2+)的吸附特性

研究了青霉菌和镰刀菌对重金属Cd2+、Cu2+、Zn2+和Pb2+的吸附特性,探讨了复合重金属和不同培养基对菌株吸附能力的影响.同时,采用察氏液体培养基(CDM)和马铃薯葡萄糖培养基(PDB)接种菌株,对不同种类和浓度的重金属进行吸附实验.结果表明,青霉菌和镰刀菌对Cd2+、Cu2+和Zn2+的吸附率随金属浓度的升高而下降,吸附量随金属浓度的增加先增大后减小;当浓度增加到较高值(300mg·L-1)时,Pb2+的吸附率开始下降,吸附量先逐渐增加后变化不大.菌丝体对重金属的吸附能力表现出一定的差异性,对Pb2+的吸附率和吸附量明显高于其他3种金属,CDM培养青霉菌对300mg·L-1Pb2+的最大吸附量达到34.80mg·g-1.多种重金属的复合抑制了菌丝体对重金属离子的吸附.不同菌丝体对复合重金属的吸附量差异性较大,PDB培养混合菌体对重金属离子的吸附率和吸附量均较大,并有明显的促进作用.CDM培养菌丝体对Pb2+的吸附量均高于PDB培养菌丝体.     

毛木耳(Auricularia polytricha)对水中铬的去除特性研究

以毛木耳子实体(Auricularia polytricha)为生物吸附材料,通过批量实验研究起始pH值、反应时间、生物量、Cr浓度等因素对毛木耳子实体吸附去除水中铬的影响及吸附特性。结果表明:铬的生物吸附过程明显受溶液pH影响,其中总Cr和Cr(Ⅵ)的最佳去除pH分别为2.0和1.0;48 h后生物吸附达到平衡,生物吸附剂的最佳浓度为4 g/L;A.polytricha对Cr的最大吸附容量为113.8 mg/g;在整个吸附过程中伴随着Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)。生物吸附剂的X射线光电能谱显示:吸附在生物吸附剂表层的Cr大都呈+3价。在等温实验中Freundlich模型能较好地模拟毛木耳子实体对Cr的等温吸附过程,同时准二级模型很好地拟合了生物吸附Cr的过程。毛木耳(A.polytricha)子实体在去除水体中的Cr方面具有很强的潜力。