TiCl 4改性钠基膨润土的制备及其对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的吸附性能研究

采用阳离子插层法制备了TiCl_4改性的钠基膨润土(Ti-Na-bent),并研究了Ti-Na-bent对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的吸附性能。扫描电镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)表征结果显示,钛以粒状非晶态的形式存在于钠基膨润土(Na-bent)的表面或层间。吸附实验结果表明,当温度为298K,吸附剂用量为10mg,U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)初始质量浓度为500mg/L,pH分别为5.0、2.5,反应时间为2h时,Ti-Na-bent对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的最大吸附量分别为336.25、231.62mg/g,比改性前分别提高了1.67倍、70%。吸附U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的过程符合Freundlich模型和准二级动力学模型,属于吸热、熵增的自发过程,吸附机理主要为UO_2~(2+)、Th~(4+)、(UO_2)_n(OH)_(2n-1)]~+、Th(OH)_2]~(2+)与Na-bent上可交换的阳离子和Ti(OH)_4上的氢之间的离子交换。Ti-Na-bent对U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)的吸附容量高、稳定性好,有望用于处理含U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)的放射性废水和用作高放废物地质处置库缓冲/回填材料。