普鲁士蓝类复合材料对放射性废水中Cs+和Sr2+的吸附性能研究

• 作 者: 李婷婷
• 出 处: 南京航空航天大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 放射性废水 普鲁士蓝类化合物 铯 锶 吸附动力学 吸附等温线

随着核技术的快速发展和核能的开发与利用,放射性污染问题越来越凸出。放射性废水是放射性污染的重要组成部分,已经引起了人们的高度重视,研究有效处理放射性废水的相关技术成为热点。普鲁士蓝类化合物作为离子交换剂应用于放射性废水处理相对于其他材料具有独特的优势。本文通过共沉淀法、原位生长法、模板复制法等方法制备了铜镍钴多金属普鲁士蓝类化合物、普鲁士蓝/壳聚糖/碳纳米管复合材料、普鲁士蓝/碳纳米管海绵。用稳定同位素化合物氯化锶、氯化铯溶液模拟含90Sr和137Cs的放射性废水,研究这三种材料对放射性废水中90Sr和137Cs的吸附性能和吸附机理。主要研究工作和结果如下:（1）利用共沉淀法制备了铜镍钴多金属普鲁士蓝类化合物（PBA）,采用TEM、XRD、FTIR、XRF和M?ssbauer谱对PBA样品进行分析,并研究了样品对铯离子的吸附性能和吸附机理。PBA对Cs⁺的吸附是以PBA样品中的K⁺和Cs⁺发生离子交换作用为主,吸附后样品的微观结构并未发生明显的变化。PBA对Cs⁺具有良好的吸附选择性,吸附速率较快。（2）制备了普鲁士蓝/壳聚糖/碳纳米管复合材料（PBA/CS/CNTs）,并用TEM、XRF、FTIR对样品进行了表征。在室温条件下,PBA/CS/CNTs对铯离子的吸附性能明显优于锶离子,PBA/CS/CNTs对Cs⁺和Sr²⁺的吸附数据与Freundlich等温线模型吻合得很好,铯离子比锶离子更容易被PBA/CS/CNTs所吸附,Cs⁺和Sr²⁺的饱和吸附量分别为219.8 mg·g-1和205.1mg·g-1。（3）通过模板复制法和原位生长法制备了三维复合材料普鲁士蓝/碳纳米管海绵,采用静态吸附实验研究普鲁士蓝/碳纳米管海绵对Sr²⁺的吸附性能,结果发现普鲁士蓝/碳纳米管海绵复合材料对Sr²⁺的分配系数随着pH的增大而先减小后增大,共存阳离子对Sr²⁺的吸附抑制顺序为:Na⁺<k⁺<NH4⁺<Ca²⁺<Mg²⁺。本文的研究结果对于研制高吸附量、高选择性的放射性废水的处理材料以及设计高效、简便的放射性核素去除系统具有一定的参考价值。