g-C3N4/UiO-66复合材料吸附/光催化去除U(Ⅵ)的性能与机理研究

来源 :南华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dsfsfsg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着铀资源的快速开发利用,产生了大量的含铀废水,对环境以及人体健康造成潜在威胁,如何绿色高效地处理含铀废水是核环境领域亟待解决的问题。石墨相氮化碳(g-C3N4)不仅具有良好的吸附性能,且具有合适的带隙结构、稳定性好、可调控性强,在太阳光照射下即可光催化还原水中的六价铀(U(VI))。本研究将g-C3N4与比表面积大、孔隙载流子分离快的Ui O-66复合制备了g-C3N4/Ui O-66(CNU)和纳米片g-C3N4/Ui O-66(CNNU)复合材料,分别探讨了CNU吸附去除U(VI)以及CNNU吸附/光催化协同去除U(VI)的性能与机理,研究成果如下:(1)以三聚氰胺为原料制备g-C3N4,采用溶剂热法制备得到CNU复合材料。探讨了p H、投加量、共存离子、时间、初始浓度和温度等对CNU吸附去除溶液中U(VI)的影响,通过SEM–EDS、FTIR、XPS对材料进行了表征分析及机理探讨。结果表明:在U(VI)初始浓度为10 mg·L-1,p H值为6,投加量为0.4 g·L-1,298 K条件下,120 min内CNU对U(VI)的去除率为95.01%,比g-C3N4和Ui O-66分别提高了约25%和33.73%。CNU对U(VI)的吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,且为自发的吸热过程。SEM–EDS和BET分析结果表明,比表面积增大可以提升CNU的吸附能力;FTIR和XPS结果表明,CNU可通过表面的含氮和含氧官能团配位络合U(VI)。吸附-解吸实验表明,CNU具有良好的重复利用性。(2)以三聚氰胺和三聚氰酸为原料,采用热聚合法制备CNN,通过溶剂热法制备得到CNNU复合材料。并利用SEM、XRD、BET、UV-vis DRS和PL等表征分析了其基本形貌、晶体结构与光学性质。结果表明:g-C3N4被成功剥离为CNN,Ui O-66颗粒嵌入到CNN片层间,增大了比表面积(5.92 m~2·g-1增加至46.24 m~2·g-1),同时有效地抑制了光生电子和空穴的重组,促进了光生电子和空穴的分离和转移。吸附/光催化实验结果表明,在溶液p H值为6,催化剂浓度0.1 g·L-1,U(VI)初始浓度为100 mg·L-1时,CNNU通过吸附和光催化协同作用对U(VI)的最佳去除能力达到779.47 mg·g-1,显著高于物理化学吸附(478.38 mg·g-1)。XPS和自由基捕获试验分析表明CNNU通过活性基团e-和·O2-将U(VI)还原为U(IV)。因此,CNNU对U(VI)的有效去除是吸附和光催化还原协同作用的结果。
其他文献
含铬废水主要来源于电镀和冶金等行业,含铀废水来源于铀矿的开采。六价铬Cr(Ⅵ)和六价铀U(Ⅵ)可溶性好,迁移性强,毒性强,对生态环境和人体的危害极大。本文以市政污泥为原料,在450℃下热解污泥基生物炭(SB),然后通过液相还原法制备污泥基生物炭负载纳米零价铁(nZVI-SB)复合材料。通过静态吸附实验,探讨溶液初始pH、温度、反应时间和离子浓度等因素对去除Cr(Ⅵ)、U(Ⅵ)的影响。nZVI-SB
学位
将疫情的暴发视为突发事件,选取疫情暴发后的9天作为事件窗口,利用事件研究法和面板数据回归模型,检验疫情对我国股市收益的短期影响。实证研究表明,疫情暴发后我国股市的累计收益率显著为负,股票收益率与疫情的严重程度负相关,波动率与疫情的严重程度正相关,劳动密集型行业尤其是住宿与餐饮业受疫情影响最为显著。进一步研究疫情对不同地区和企业类型的异质性影响发现,疫情对上市公司和私营企业冲击较为明显。研究结果为解
期刊
煅烧煤矸石粉内部含有大量孔隙,掺入混凝土中会大量吸收拌合用水和外加剂,影响混凝土的运输及泵送。针对此问题,本文以水泥胶砂为研究对象,用硅烷改性煅烧煤矸石粉部分取代水泥,研究其对水泥胶砂流动性和强度的影响。本文旨在在应用煅烧煤矸石粉的同时,实现硅烷内掺,具有极大的经济及研究价值。研究内容及主要结论如下:(1)煅烧煤矸石颗粒的制备。XRF、XRD、SEM、热重分析等表明,该煤矸石的活性源自层状高岭石结
学位
铀矿冶产生的含铀(U(Ⅵ))废水对人体健康和生态系统构成严重威胁。吸附法因材料来源广、操作方便,被认为是处理低浓度含U(Ⅵ)废水最具有前景的方法之一,寻找高效吸附剂是关键。温度敏感型水凝胶是一种富含化学反应官能团并对外界温度变化呈出智能响应特性的亲水性三维网状聚合物,对于吸附含铀废水具有其特性。本论文采用自由基聚合法,先用丙烯酸(AA)改性壳聚糖(CS),再以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为主链单
学位
平板太阳能集热器是低温热利用的基本部件,具有结构简单、无需防冻、吸热面积大等优点而广泛应用。本文对平板太阳能空气集热器结构进行优化,有效地提高其利用率与集热性能。同时将太阳能空气集热器作为辅助热源对房间内部供暖,不仅能够满足房间供暖和舒适性要求,而且可以有效降低采暖能耗。本文采用数值模拟方法,基于集热效率、出口温度、总热损失系数等评价指标,对太阳能空气集热器内部结构参数及影响因素进行研究,确定平板
学位
报纸
近年来我国社会经济水平不断提升,国内各个地区都逐渐找到自自己在国家经济体系中的定位,并且积极投入经济发展之中,为我国社会整体经济水平的提升贡献了力量。而在区域范围内,为了保障经济能够实现稳定增长,通常都会选择建设自贸区,让区域经济能够贡献出自身的一分力量。同时,在新时代的经济发展中,自贸区建设同样能够给区域经济增长带来一定的推进作用,展现自身创新能力,刺激区域经济增长,为我国整体经济稳定提升创造良
期刊
对于超过工伤认定申请期限的案件的处理,究其根本主要是适用工伤保险赔偿还是适用民事侵权赔偿的问题。经探讨认为,"事实审查说"更具说服力,该说认为按工伤保险待遇受理并判决更具合理性、公正性、可操作性。由此,受伤职工按照工伤保险待遇纠纷诉至法院,法院应当按照工伤保险待遇处理。
期刊
乏燃料后处理,对核能的可持续发展具有重要作用。乏燃料后处理过程中,会释放多种放射性废气,气态放射性碘的释放量占比较大,因此气态放射性碘的净化处理,对增强核能的增长至关重要。本文在国家自然科学基金重点项目的资助下,采用数值模拟与实验研究的方法对改性活性炭纤维吸附气态碘的性能进行研究。研究内容及结论主要有以下几个方面:(1)首先对放射性气态碘的危害及去除方式进行阐述;对活性炭纤维概述及国内外ACF改性
学位
随着城镇化的快速进程,点源污染得到有效控制的同时,面源污染问题日渐突出。降雨形成径流冲刷地表积累的污染物通过管网进入受纳水体,对水环境构成很大威胁。为对城市雨水径流及其污染实现有效调控,需对城市雨水径流污染特征及控制措施对其调控效果进行大量研究。本文以九江市中心城区为例,选取三种典型城市下垫面(道路、屋顶和绿地)进行采样检测分析,探讨了各典型下垫面雨水径流污染现状,深入解析了不同交通量的典型道路雨
学位