论文部分内容阅读
随着核技术的迅速发展和核工业活动的日益频繁，放射性核素对水资源的污染不断加剧，特别是废水中的放射性铀对环境和生态、生命体的危害性越来越受到重视。黑曲霉是具有来源广泛、价格低廉、容易培养、无二次污染、物理化学性质较为稳定等优点的微生物材料，其在废水的净化处理方面具有重要的意义和广阔的前景。为了开发一种经济、高效、环境友好的生物吸附材料来处理废水中的低浓度铀，本文采用黑曲霉菌体及其有机改性菌体作为吸附材料，对水中的低浓度铀进行吸附研究。 本研究过程中，采用培养的黑曲霉作为微生物基础材料，用乙二胺和偕胺肟对失活的黑曲霉菌体进行接枝改性。通过静态批次吸附试验，考察溶液pH值、反应时间、初始铀浓度、投加吸附剂量和反应温度对吸附低浓度铀的影响，同时考察共存金属离子对吸附铀的干扰，通过选择性吸附试验，研究了两种改性黑曲霉对U(VI)的选择吸附性。 试验结果表明，乙二胺和偕胺肟改性黑曲霉对水中低浓度铀的吸附率分别达到99.25％和98.15％，两种吸附剂的最佳吸附条件为：pH均为5.0，吸附平衡时间分别为150 min和180 min，两种吸附剂的对铀的平衡吸附量(qe)相较于未改性黑曲霉分别增加了28.9％和27.3％。 通过动力学吸附试验结果表明，乙二胺和偕胺肟改性的黑曲霉对铀的吸附过程都更好地遵循准二级动力学模型，开始阶段吸附速率较快，随着吸附反应的进行吸附达到平衡。 等温吸附试验结果表明，乙二胺和偕胺肟改性的黑曲霉对铀吸附过程都更好地遵循 Langmuir等温吸附模型，表明吸附过程主要以单层的化学吸附为主。 获得的热力学参数（吉布斯自由能变化ΔGθ、焓变ΔHθ和熵变ΔSθ）表明，乙二胺和偕胺肟改性的黑曲霉对铀吸附是自发、吸热的反应过程。通过对吸附剂材料进行红外(FTIR)和扫描电镜（SEM）表征，表明改性黑曲霉对铀的吸附主要是其表面的羟基(-OH)、氨基(-NH2)和偕胺肟基(=N-OH)等化学基团与铀发生了成键作用。