U（Ⅵ）在处置场地质环境中迁移规律的模拟研究

以西南某极低放射性废物处置场土壤为研究对象,采用静态吸附和动态吸附实验获取处置场地质特征参数,结合PHREEQC软件和地下水数值模拟系统（GMS）预测U（Ⅵ）在处置场环境中的化学种态和迁移规律。结果表明：U（Ⅵ）在处置场土壤中的吸附平衡时间为20 d,吸附分配系数为358 mL/g;U（Ⅵ）在处置场地下水环境中主要以UO₂（CO₃）₂^2-和UO₂（CO₃）₃^4-形式存在;处置场关闭后安全运行30 a,处置场中心U（Ⅵ）质量浓度下降4.20%,外围50 m与下游河流边界处U（Ⅵ）质量浓度分别为初始给定值的3.40%和1.32%;在12 a时有0.10%的U（Ⅵ）到达河边。     

酸改性碳材料吸附溶液中U(Ⅵ)

以活性炭、碳纳米管和石墨烯为基体材料,分别采用醋酸、硫酸和硝酸对其进行改性,运用BET、FTIR、SEM等技术对材料进行了表征,详细考察了其对溶液中U(Ⅵ)的吸附性能。实验结果表明：醋酸改性的效果最好,醋酸改性活性炭对U(Ⅵ)的吸附具有更大优势;在吸附时间90 min、吸附剂加入量1.0 g/L、U(Ⅵ)初始质量浓度50 mg/L、醋酸改性活性炭的溶液pH为7、醋酸改性碳纳米管和石墨烯的溶液pH为8的最优吸附条件下,醋酸改性的活性炭、碳纳米管、石墨烯的U(Ⅵ)吸附率分别为90.13%,89.82%,82.08%。表征结果显示：吸附剂对U(Ⅵ)的吸附性能主要取决于其表面羧基、羟基等含氧官能团的数量;吸附剂对U(Ⅵ)的吸附具有化学吸附特征。     

Al掺加赤铁矿去除水中U（Ⅵ）的机理研究

采用共沉淀法制备了吸附剂铝掺加赤铁矿（Al-Hem）,并通过XRD、TEM等手段进行了表征,考察了初始pH、Al15-Hem加入量、吸附时间和初始U（Ⅵ）质量浓度对U（Ⅵ）去除率的影响。实验结果表明：在吸附温度为25℃、初始pH为6、Al15-Hem加入量为0.20 g/L、初始U（Ⅵ）质量浓度为5 mg/L、吸附时间为120 min的条件下,Al15-Hem对U（Ⅵ）的去除率为98.8%;Al15-Hem经4次解吸后,对U（Ⅵ）的去除率仍大于77.6%,具有一定的重复利用性;Al15-Hem对U（Ⅵ）的吸附以化学吸附为主,其机理可能是U（Ⅵ）与吸附剂表面含氧官能团发生了配位反应。     

O_3-Ca(OH)_2体系处理苯酚废水

研究了苯酚在新型臭氧氧化体系O_3-Ca(OH)_2体系中的降解与矿化效果。实验结果表明:苯酚及TOC的去除率都随着Ca(OH)_2用量(小于2 g/L)、进气臭氧质量浓度(小于75 mg/L)、进气流量(小于3.0 L/min)的增大以及初始苯酚质量浓度的减小而增加,但受反应压力和液相温度的影响较小;当Ca(OH)_2用量大于3 g/L时,苯酚和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右;Ca~(2+)的存在实现了羟基自由基清除剂CO_3~(2-)的实时分离去除,从而强化了臭氧氧化过程中苯酚的降解与矿化。这表明,O_3-Ca(OH)_2体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。     

废铝易拉罐粉末对U(Ⅵ)的去除效果与机理

以废铝易拉罐为原料,通过除漆、研磨等制得废铝易拉罐粉末(SAlCP)。利用SAlCP处理含U(VI)废水,优化处理工艺条件,采用SEM和XPS技术对SAlCP进行表征,并探讨了SAlCP去除U(Ⅵ)的机理。实验结果表明:在反应温度为30℃、溶液初始pH为5.0、U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、SAlCP投加量为4 g/L、反应时间为120 min的优选条件下,U(Ⅵ)的去除率达98.2%。SAlCP去除U(Ⅵ)的反应过程可用拟一级动力学模型和Langmuir-Hinshelwood模型能较好地拟合。SAlCP的作用机理是还原沉淀-吸附共沉,且还原作用是SAlCP去除U(Ⅵ)的主要途径。     

g-C3N4-Bi2O3/Al2O3复合材料光催化还原水中U(Ⅵ)

采用热聚合法制备了氮化碳-氧化铋-氧化铝(g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃)光催化剂,并通过XRD、SEM、XPS等多种手段进行了表征,考察了该催化剂对模拟含铀废水中U(Ⅵ) 的光催化还原性能和重复利用性能,探讨了其光催化还原U(Ⅵ)的机理。结果表明,在g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃投加量为0.5 g/L、废水初始pH为5、U(Ⅵ)质量浓度为10 mg/L的条件下,经暗反应30 min、光反应60 min后,废水中U(Ⅵ)去除率达到98%。g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃重复使用5次后对U(Ⅵ)的去除率仍可达85%,表现出良好的稳定性和重复利用性能。g-C₃N<...     

金属有机骨架材料Cu3(BTC)2对刚果红的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2(BTC为均苯三甲酸根),并对其进行了XRD表征。考察了刚果红初始质量浓度、溶液pH及Na~+浓度等工艺参数对Cu_3(BTC)_2吸附刚果红效果的影响,对其吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明:刚果红初始质量浓度增大,吸附量增大,脱色率逐渐降低;酸性条件下的吸附性能好于碱性条件;Na~+对吸附具有抑制作用,Na~+的浓度越高,抑制作用越明显;Cu_3(BTC)_2对刚果红的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力模型。     

碳酸盐对化学沉淀法回收废水中磷的影响

研究了溶液中CO_3~(2-)对磷酸铵镁(MAP)法和羟基磷酸钙(HAP)法磷回收率的影响,并对回收磷所得产物进行了傅立叶变换红外光谱和X射线衍射分析.实验结果表明:为使磷回收率达80%以上,MAP法回收磷时n(CO_3~(2-)):n(Mg~(2+))必须小于0.5,HAP法回收磷时n(CO_3~(2-)):n(Ca~(2+))必须小于0.2;溶液中的CO_3~(2-)浓度对MAP法回收产物没有明显影响,但HAP法回收磷产物中会出现大量碳酸钙.     

催化动力学光度法测定工业废水中的Cr(Ⅵ)

采用β-环糊精作为H_2O_2氧化茜素红褪色反应的增敏剂,建立了催化动力学光度法测定工业废水中Cr(Ⅵ)的新方法。该方法最佳反应条件为:反应体系总体积25 m L,0.1 mol/L的H_2SO_4溶液加入量2.0 m L,1.0×10~(-3) mol/L茜素红溶液加入量1.5 m L,30%的H_2O_2溶液加入量4.0 m L,100 g/L的β-环糊精溶液加入量3.0 m L。在最大吸收波长554 nm处测定反应前后溶液的吸光度,Cr(Ⅵ)的质量浓度与吸光度差值(ΔA)在4.0×10~(-4)~5.4×10~(-2) mg/L范围内符合比尔定律,线性回归方程为:ΔA=18.52ρ+0.018,相关系数为0.996 6,检出限为3.5×10~(-4) mg/L,加标回收率为99.46%~101.3%,6次测定的相对标准偏差小于等于2.4%。该法的测定结果与GB/T 7467—1987中的二苯碳酰二肼分光光度法相近。     

变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气中的CO_2

采用变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气(CO_2-N_2-CH_4混合体系)中的CO_2。考察了吸附压力、吸附温度和气体流量对吸附效果的影响。实验结果表明:在吸附温度为25℃、吸附压力为0.6 MPa、气体流量为2 000m L/min、初始CO_2体积分数为13.01%的条件下,CO_2的穿透吸附量为60.34 m L/g,CO_2吸附率为78.92%,碳分子筛对CO_2的分离因子为8.233;在床层利用率为0.523的条件下进行降压解吸,当吸附压力降至0.1 MPa时,出口CO_2体积分数约为80%,CO_2的回收率可达96.38%。     

改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的吸附

采用甲醛-硫酸改性法制备改性核桃壳吸附剂,利用静态吸附法研究了改性核桃壳对模拟废水中低浓度Cr(Ⅵ)的吸附性能,并采用SEM和FTIR技术对改性前后的核桃壳进行表征。表征结果显示,改性后的核桃壳表面更粗糙,孔隙轮廓更清晰,更有利于对Cr(Ⅵ)的吸附。实验结果表明:在初始Cr(Ⅵ)质量浓度为20 mg/L、初始废水p H为1、吸附温度为30℃、吸附时间为100 min、改性核桃壳加入量为24 g/L的条件下,改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的去除率为98.4%,高于在相同条件下未改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的去除率(93.1%);改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的吸附更符合Freundlich等温吸附方程,对Cr(Ⅵ)的吸附行为满足拟二级动力学方程。     

活性炭对废水中Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)的吸附

考察了单组分和混合组分条件下温度和pH对活性炭吸附废水中Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)的影响,实验结果表明:在单组分条件时,活性炭对Cr(Ⅵ)的最佳吸附温度和pH为35℃和2.00,对As(Ⅲ)的最佳吸附温度和pH为30℃和6.00;在混合组分条件时,溶液中的As(Ⅲ)对Cr(Ⅵ)的吸附有一定的抑制作用,随着As(Ⅲ)质量浓度的增加,对Cr(Ⅵ)吸附的抑制作用增大;溶液中有Cr(Ⅵ)时,As(Ⅲ)的吸附量增大,但随着Cr(Ⅵ)质量浓度的增加As(Ⅲ)的吸附量减小。pH和温度对溶液中Cr(Ⅵ)或As(Ⅲ)的吸附量变化趋势影响不大。     

黄铁矿对水中六价铬的吸附去除

采用天然黄铁矿对水中的Cr(Ⅵ)进行吸附去除,考察了Cr(Ⅵ)去除效果的影响因素,并对吸附机理进行了探讨。实验结果表明:黄铁矿吸附去除水中Cr(Ⅵ)的优化条件为黄铁矿过200目筛(粒径小于0.075 mm)、吸附p H 3.0、黄铁矿投加量20 g/L、初始Cr(Ⅵ)质量浓度6 mg/L、吸附温度25℃,此条件下平衡时的Cr(Ⅵ)去除率达90%以上;酸性条件下,黄铁矿对Cr(Ⅵ)的去除效果均较好,且p H越低达到平衡所需时间越短;黄铁矿粒径越小,其对Cr(Ⅵ)的吸附速率越快,平衡时的去除率也越高;黄铁矿对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和Lagergren准二级动力学方程。     

改性沸石负载纳米β-FeOOH对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用恒温水浴法制得纳米β-Fe OOH,将其负载在改性沸石(SMZ)上制得复合材料β-Fe OOH/SMZ。用β-Fe OOH/SMZ吸附溶液中的Cr(Ⅵ)。考察了吸附时间、溶液p H、初始Cr(Ⅵ)质量浓度等因素对其吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。实验结果表明:β-Fe OOH/SMZ对Cr(Ⅵ)的最佳吸附时间为5 h,适宜的溶液p H为6.0;随着初始Cr(Ⅵ)质量浓度的增加,β-Fe OOH/SMZ对Cr(Ⅵ)的吸附量逐渐增加;在β-Fe OOH/SMZ加入量为5.0 g/L、溶液p H为6.0、初始Cr(Ⅵ)质量浓度为250 mg/L、吸附温度为25℃的条件下,吸附量最高(为22.1 mg/g)。准二级动力学方程适用于描述β-Fe OOH/SMZ对Cr(Ⅵ)的吸附过程。该吸附由多个过程共同控制,颗粒内扩散并非唯一控速步骤。Freundlich等温方程比D-R等温方程更适于描述Cr(Ⅵ)在β-Fe OOH/SMZ上的吸附行为,β-Fe OOH/SMZ对Cr(Ⅵ)的吸附为多层吸附。     

铬(Ⅵ)-碘化钾-甲基紫-聚乙烯醇体系分光光度法测定废水中痕量铬

研究了铬(Ⅵ)-碘化钾-甲基紫-聚乙烯醇高灵敏显色体系测定铬(Ⅵ)的新方法。实验结果表明:在最大吸收波长540 nm处,铬(Ⅵ)质量浓度在0～0.8 mg/L范围内符合朗伯-比耳定律,表观摩尔吸光系数为6.59×10~4L/(mol·cm);采用该法测定铬(Ⅵ)标准试样与镀铬废水,测定结果与国家标准分析方法的结果相吻合,加标回收率为94.0%～103.0%;测定11次0.4 mg/L铬(Ⅵ),相对标准偏差为2.1%。     

氮掺杂活性炭催化湿式氧化—Ca(OH)_2沉淀工艺去除草甘膦废水中的磷

用30%(w)H_2O_2溶液氧化处理活性炭(AC),再以三聚氰胺为含氮前驱体经高温处理制得氮掺杂AC催化剂。采用催化湿式氧化(CWO)法去除草甘膦废水中的有机磷(OP),将其彻底氧化降解为PO_4~(3-),再利用Ca(OH)_2沉淀法去除总磷(TP)。表征结果显示:氮掺杂改性可在AC表面形成多种含氮碱性官能团,从而提高其对OP的催化氧化活性。实验结果表明:在温和的工艺条件下(130℃,1 MPa),该催化剂对不同来源废水的OP去除率均高于90%;当m(Ca(OH)_2)∶m(TP)为20时,Ca(OH)_2沉淀可有效去除CWO出水中的TP,最终出水TP质量浓度小于5 mg/L,可有效缓解后续生化系统除磷的压力。     

聚乙烯亚胺改性聚苯胺/氧化石墨烯对Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用聚乙烯亚胺(PEI)对聚苯胺/氧化石墨烯(PANI/GO)进行改性得到PEI-PANI/GO,通过XRD、FTIR、BET和SEM技术对PEI-PANI/GO进行表征,并考察了PEI-PANI/GO对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能。表征结果显示,PEI-PANI/GO材料以介孔为主,比表面积为35.12 m²/g,孔体积为0.098 24 cm³/g。实验结果表明,在温度为20 ℃、体系pH为3、溶液中Cr(Ⅵ)初始质量浓度为400 mg/L的条件下,PEI-PANI/GO对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量达117.63 mg/g。PEI-PANI/GO对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附行为更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程是单分子层吸附。经过循环吸附再生后第4次使用,PEI-PANI/GO对Cr(Ⅵ)的吸附量从117.63 mg/g降至84.27 mg/g,仍能保持71.64%的吸附量,说明其重复使用性能良好。     

复方头孢氨苄胶囊荧光熄灭法测定水中的铬(Ⅵ)

基于铬(Ⅵ)对复方头孢氨苄胶囊(CCC)的荧光熄灭,建立了测定水中铬(Ⅵ)的方法。在pH为4.2的HCl-NaAc缓冲溶液中,最大激发波长和发射波长分别为351nm和433nm、CCC加入量为100mg/L时,铬(Ⅵ)浓度的测定范围为2.00×10-6~5.00×10-3mol/L,检出限为6.25×10-7mol/L。该法受共存物的干扰相对较小,可用于测定环境水样中的铬(Ⅵ)浓度。     

加拿大一枝黄花纤维素的改性及其对Cr(Ⅵ)的吸附

采用环氧氯丙烷和三甲胺对加拿大一枝黄花纤维素进行改性,改性后的加拿大一枝黄花纤维素对Cr(Ⅵ)具有一定的吸附作用.在改性加拿大一枝黄花纤维素加入量为3.2 g/L、吸附温度为40℃、吸附时间为240 min、溶液pH为2的条件下,对初始Cr(Ⅵ)质量浓度为20 mg/L的K2Cr2O7溶液进行吸附实验,Cr(Ⅵ)吸附量可达5.69 mg/g,Cr(Ⅵ)去除率为91％.动力学研究结果表明,改性加拿大一枝黄花纤维素对Cr(Ⅵ)的吸附以液膜扩散为控制步骤,反应过程符合Boyd液膜扩散方程,相关系数达到0.995 47.     

多酚原位固化茶渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附

通过甲醛与茶渣中多酚类组分的反应制备了多酚原位固化茶渣吸附材料,并将其用于对水中Cr(Ⅵ)的吸附。表征结果显示:茶渣多酚的原位固化提高了其热稳定性,同时对茶渣粒料起到了修补增强作用。固化茶渣对Cr(Ⅵ)的吸附量随溶液pH的减小而增大。在吸附温度303 K、初始Cr(Ⅵ)质量浓度60 mg/L、吸附剂投加量1.0 g/L、吸附时间300 min、溶液pH为2的条件下,固化茶渣对Cr(Ⅵ)的吸附量为56.56 mg/g,去除率达94.3%。固化茶渣对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程,吸附是一个自发的、吸热过程,303,318,333 K下的Langmuir饱和吸附量分别为83.26,107.64,129.20 mg/g。