MnO2/FeOOH复合材料对水中U(Ⅵ)的去除及机理试验研究 |
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作者姓名: | 谢水波 王越 胡忠清 王国华 刘迎九 |
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作者单位: | 南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;南华大学污染控制与资源化技术湖南省重点实验室,湖南衡阳421001;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(11475080)。 |
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摘 要: | 采用化学沉积法制备了二氧化锰/羟基氧化铁(MnO2/FeOOH)复合材料,并将其用于吸附去除水中的放射性重金属铀。通过静态吸附试验,考察了Fe/Mn物质的量比、pH值、吸附时间和干扰离子等因素对MnO2/FeOOH吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对材料结构和形貌进行表征,并分析其吸附机理。结果表明,在投加量为150 mg/L、温度为30℃、U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH值为5、Fe/Mn物质的量比为1/2及吸附时间为120 min的条件下,MnO2/FeOOH对U(Ⅵ)的去除率最大可达97.7%,且pH值对铀去除效果的影响最为明显。MnO2/FeOOH对U(Ⅵ)吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich模型,且最大吸附容量达260.34 mg/g。干扰离子试验表明,SO42-、CO32-和Fe3+对MnO2/FeOOH吸附U (VI)几乎没有影响,而Ca2+和Cu2+具有明显的抑制作用,且抑制随浓度的增大而增强。FTIR和XPS分析表明MnO2/FeOOH对U(Ⅵ)的主要作用机制为表面羟基、Mn-O与铀的配位作用。因此,MnO2/FeOOH可作为一种潜在的铀吸附材料。
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关 键 词: | 环境工程学 二氧化锰 羟基氧化铁 铀 吸附 |
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