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本文首先综述了放射性废水的来源、危害,阐述了磁性微孔矿物复合材料的国内外研究现状及其在放射性废水处理中的应用前景。在此基础上制备了三种尖晶石型铁氧体-沸石磁性吸附剂,并研究了其对放射性核素Sr2+/Cs+的吸附性能。 采用化学共沉淀法,以Co(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O为原料,制备了CoFe2O4磁性微粒,再按CoFe2O4∶沸石质量比为1∶3复合制备了CoFe2O4-斜发沸石磁性吸附剂(CCMA)。 采用水热合成法,以NaOH、NaAlO2、H2O和水玻璃为原料,按照Na2O、Al2O3、SiO2和H2O摩尔配比为3∶1∶2∶185,在95℃下合成4A沸石,在4A沸石合成过程中按CoFe2O4∶沸石质量比为1∶3加入CoFe2O4磁性微粒,制备了CoFe2O4-4A沸石磁性吸附剂(CZMA)。 以含磁铁矿(Fe3O4)的高岭石型硫铁矿烧渣、NaOH、H2O为原料,采用水热合成法,探索了合成磁铁矿-4A沸石磁性吸附剂(MZMA)的最佳条件为:高岭石型硫铁矿烧渣5g、NaOH4.5g、H2O35g、晶化温度75℃、晶化时间9h。 通过XRD、SEM、FT-IR、VSM等表面分析表明,铁氧体-沸石磁性吸附剂的制备过程不会影响沸石的结构,铁氧体较均匀地负载在沸石表面,三种铁氧体-沸石磁性吸附剂具有良好的磁分离性能,手磁铁分离效果良好。 将CCMA、CZMA、MZMA应用于含Sr2+/Cs+模拟废水的处理,实验研究表明:Sr2+在三种铁氧体-沸石磁性吸附剂上的吸附量为CZMA>MZMA>CCMA,Cs+在三种铁氧体-沸石磁性吸附剂上的吸附量差异较小;吸附剂浓度增大可以提高Sr2+/Cs+的去除率,但是吸附量则下降;三种铁氧体-沸石磁性吸附剂对Sr2+/Cs+的吸附受到pH和背景电解质浓度影响较大,较低的pH和较高的NaNO3浓度增不利于Sr2+/Cs+的吸附;三种铁氧体-沸石磁性吸附剂对Sr2+/Cs+的吸附动力学均符合准二级动力学模型,可以快速地达到吸附平衡;温度升高有利于三种铁氧体-沸石磁性吸附剂对Sr2+/Cs+的吸附,表明吸附过程均为吸热反应,三种铁氧体-沸石磁性吸附剂对Sr2+/Cs+的吸附均符合Langmuir模型,吸附热力学的计算结果表明,吸附过程为自发反应,自发程度随温度增大而增大,随初始浓度增大而减小。研究结果表明三种铁氧体-沸石磁性吸附剂可运用于含Sr2+/Cs+放射性废水的处理,且可快速分离回收。