海水中溶存离子对偕胺肟吸附剂提铀的影响

随着开发和利用海洋资源的研究工作进展,直接应用有机吸附剂提取海洋中的物质,正日益受到人们的关注[1-3]。在海水提铀方面,偕胺肟具有选择性强、吸铀量高、吸附速度快、机械强度好,pH适应范围广等优点,但它的吸铀量随重复使用次数增加而降低的原因和海水中溶存离子对它吸铀的影响尚未见报道。本文仅对此问题进行初步探讨。     

含偕胺肟基和羧基纤维状吸附剂的研制及其吸铀作用

在聚丙烯腈纤维上导入偕胺肟基和羧基,制得具有高吸铀量和高吸铀速度的纤维状吸附剂,每克纤维10天能从天然海水中吸铀4.6毫克,研究了纤维吸附剂的平衡吸铀量X_m和吸铀速度常数K与基团含量的关系,发现X_m和K分别与偕胺肟基和羧基含量相关,因而得出结论:偕胺肟基为吸铀活性基团,羧基为加快吸铀速度的促进基团,同时研究了纤维对铀的吸附机理,用分子轨函观点讨论吸附态的螯合结构.     

日本的海水化学资源提取技术研究

海水化学资源例如铀、锂提取技术已进入海水现场小规模试验。以纤维状偕胺肟类化合物为吸附材料 ,每公斤吸附剂的提铀量为 1 g。添加质量分数为 2 0 %聚氯乙烯的尖晶石型锰氧化物粒状海水提锂吸附剂 ,每克吸附剂的提铀量为 1 8mg。浮体式吸铀装置可用于深海作业。流动床或船舶提锂系统 ,可规模化海水提锂。吸锂剂的脱附以及脱锂液的浓缩分离已初步达到小型生产的程度。用吸附法从海水中提取的碳酸锂纯度达 99%以上 ,海水锂回收率为 2 7%。     

海水中铀与锌型吸附剂离子交换的液膜扩散机理

我们根据Boya等人的扩散理论,由试验结果证实:当海水中的铀浓度为10μg U/ml及20μg U/ml时,海水中的铀与碱式碳酸锌吸附剂的离子交换速率主要为液膜扩散所控制[1],本文用天然海水直接进行实验,也获得了与上述相同的结果.由此可见,在含10-20μg U/ml的加浓铀海水中及天然海水中,铀与锌型离子交换速率主要为液膜扩散所控制.     

氢氧化铝-氢氧化铁复合吸附剂对海水吸铀量的研究

本文研究了制备Al(OH)_3-Fe(OH)_3复合吸附剂的最佳条件,在常温和一定浓度下吸附剂沉淀终点pH值的选择,以及在同样条件下纯Al(OH)_3纯Fe(OH)_3、与Al(OH)_3-Fe(OH)_3复合吸附剂对海水中吸铀量的比较。这种吸附剂的吸铀量已达到459μg/g,接近同样条件(40—60目通海水15天)下,以TiCl_4为原料制得的TiO_2吸附剂的最高吸附量。     

水合氧化钛的结构及其在海水中的提铀性能

海水提铀的研究已将近有二十年的历史.由于海水体系复杂、且其中含铀量甚微(～3μg/l),致使其研究工作难度较大,目前,仍处在实验性阶段.水合氧化钛(或称“钛胶”)是一种提铀性能较好的,目前被普遍采用的无机提铀吸附剂(或称无机离子交换剂).它对海水中铀的吸附机制,无疑是个重要的,因而也是个为人们所重视的研究课题.这个问题的研究一般要从下述三方面着手:吸附剂的结构及其提铀性能;铀在海水中的存在形式及其影响因素,以及其吸附动力学和机理问题.本文先就前一个问题进行探讨,其它问题准备以后另文讨论.     

偕胺肟树脂的吸铀机理

通过对偕胺肟树脂对铀的吸附等温线和吸附速率测定,研究了偕胺肟树脂在海水中的吸铀机理,实验表明树脂吸铀量随温度上升而增加,亦随pH值不同而变,由热力学计算的吸附焓变为ΔH=42.4千焦尔/摩尔,由动力学计算的吸附表观活化能为41.2千焦尔/摩尔,结果表明吸附过程是通过树脂的偕胺肟基对铀酰离子的化学吸附,而树脂对铀酰离子吸附能力的次序为:UO₂2+>[UO₂(OH)₃]->[UO₂(CO₃)₃]4-。     

钛型吸附剂的表面特性

用自装的BET容量法装置测定了几种粒状钛型吸附剂的比表面及其孔径分布。测定是在常温减压下进行的。结果表明:钛型吸附剂在加铀海水中的吸铀量与样品的比表面及孔径分布有一定的内在联系。这种表面性质的研究对吸附剂的筛选有重要的指导意义。     

玻璃钛吸附剂的研制及其吸铀性能研究

本文报道一种机械强度高、吸铀性能较好的玻璃钛吸附剂的研制及吸铀性能研究。室内通水吸附剂回收率达99.4%,优于湿法制备的强度较好的水合氧化钛吸附剂。在铀浓度为lμg/ml时,铀的回收率平均为74.7%。铀在玻璃钛上的吸附是个吸热过程,吸附等温线显示两个平台,属分级交换模式。X射线衍射分析表明玻璃钛主要为无定形成分。     

偕胺肟基聚丙烯腈/蒙脱土纳米复合材料海水铀的吸附规律研究

采用偕胺肟化聚丙烯腈/蒙脱土(APAN/MMT)复合纳米吸附材料对海水中的铀进行吸附,考察了吸附条件对APAN/MMT吸附铀量的影响,并对APAN/MMT吸附铀的动力学和热力学进行了探讨.结果表明:铀初始浓度、溶液温度较高、采用磁力搅拌吸附方式有利于吸附速率的提高,溶液pH对吸附性能有一定的影响,在pH为5时,平衡吸附...     

黄河口海域沉积物对重金属的吸附

以黄河口海域表层沉积物为研究对象,研究沉积物对重金属Cu、Pb的吸附特性,将沉积物筛分为4种粒级,探讨粒度、pH值、吸附时间和吸附剂初始浓度对重金属吸附的影响。结果表明:沉积物粒径越小,对重金属的吸附量越大;吸附平衡时间有所差异,但在1.5h均能达到吸附平衡;吸附量均随pH值升高而逐渐增加,但铜的吸附较铅的吸附速度快;铜的吸附量与吸附剂初始浓度呈线性关系,而铅的吸附量在初始浓度较低时变化明显,随初始浓度增加吸附量增加减小;沉积物对铜吸附等温线符合Langmuir型,铅吸附等温线符合Freundlich型,吸附类型存在差异。重金属在沉积物中的吸附规律研究为黄河口海域污染调查及治理提供了科学依据。     

海水提铀螯合树脂的研究

国内外报道的能直接从海水中提铀的有机吸附剂不多,我国合成的508 A树脂[1]吸铀量为930微克/克树脂,*AHP树脂[2]吸铀量为697微克/克树脂(公斤级试验),这二种树脂均以环氧氯丙烷、四乙烯五胺、5-硝基邻氨基酚为基本原料,只是工艺上略为不同,最近,日本江川[3]等把具有巨大网状结构的丙烯腈二乙烯苯球状聚合体与NH₂OH反应得到偕胺肟型树脂,其吸铀量为450微克/克树脂,田伏岩夫[4,5]等合成了大环己酮和大环己酸,把此化合物连接到氯甲基化的聚苯乙烯聚合体中生成螯合树脂,它在大环上对称排列着六个羧基或六个羟基,另外,还有六个带负电荷的氧配位基.此树脂吸铀能力高,用5升海水直接静态提铀吸铀量为6.85微克,相当于回收被处理海水的41.5%的铀.     

用螯合吸附剂预富集测定海水中的铀

由于海水中铀的浓度很低(3×10~(-6)克/升),必须预先富集铀。现有的提取铀的方法——用金属氢氧化物和难溶盐共沉淀、萃取和浮选,都要求预先制备样品:酸化,煮沸,将U还原到U(Ⅳ)等,这些步骤增加了分析时间。 本文研究应用纤维螯合吸附剂富集海水中的铀,然后试验用偶氮肿Ⅲ光度法测定铀的可能性。我们采用的吸附剂是用改性的纤维素重氮化并结合上偶氮胂工,其含有以下官能团:     

海水中铀的测定

江河湖水资源调查,水源污染控制以及海水提铀工作的开展,都促使人们开展对微量铀分析的研究.天然水中微量铀的分析大体上由二步组成,一是从大体积水样中浓集铀,二是浓集物中铀的分离和测定.人们广泛采用的富集方法之一是吸附共沉淀法(作为吸附剂有Al(OH)₃[1]、Fe(OH)₃[2]、活性炭[3]、AlPO₄[4]等)、胶体吸附浮选法以及有机共沉淀法等.     

溶解性石油烃在砂上的吸附和解吸研究

采用海滨浴场的沙为吸附剂,0号柴油为吸附质,研究了溶解性石油烃（DPHs）在砂上的吸附及解吸规律.研究发现,砂对DPHs的吸附和解吸均符合一级反应模式;油的解吸速率比吸附速率慢13倍,并且有约25%的油残存于砂上, 因而污染威胁会在较长时间内存在.砂对海水中DPHs的吸附等温线可以用Henry型等温式描述,温度越高,海水中的油向砂上转移的量越小.通过吸附热力学分析,得出该吸附属于物理吸附范畴.     

海水提铀水合氧化钛吸附剂助X光衍射、扫描电镜及X射线色散能谱研究

对不同温度下制备相同含水量的水合氧化钛(HTO)吸附剂进行吸铀活性评价、X光衍射、扫描电镜及X射线色散能谱联合研究。得出HTO的锐钛矿微晶含量随制备温度呈规律性递变;微晶含量、颗粒强度、表面形貌、吸铀活性密切相关;微晶与无定形结构成适当比例时吸铀活性最佳;HTO表面与体相,表面基体与微区,微区之间化学成分差别甚大;海水中诸多元素的竞争吸附,尤其是钙不溶性盐的覆盖是影响吸铀容量的重要因素之一。     

具有偕胺肟基的螯合树脂从海水中提取铀

海水中蕴藏着总量为42亿吨的铀,海水提铀的研究是人们普遍关注的一个课题,海水提铀的关键是从铀含量3.34微克/升的海水中富集铀,使用吸附法富集铀时,首要的问题是吸附剂的研制,由于螯合树脂(或纤维)类有机吸附剂的选择性强,容易成形,物理机械性能好等优点,正日益受到人们的重视。     

AHP树脂水相成型及吸铀机理的探讨

应用有机吸附剂从海水中提取铀,资料上已有若干报道.Davies.R.J,等曾经报道过用甲醛、间苯二酚胂酸缩合的树脂,虽然这种树脂交换容量大(通水112天,1010微克铀/克),选择性好,提取率高,但它在水中缓慢水解,吸附能力下降,溶损也较大(2.3%初量/周),因而没有得到进一步的发展.Bayer,E.提出用聚乙二醛三氨基苯酚和经硅藻土烧结的聚丙烯氧肟酸树脂,从海水中提取铀和铜等金属,但吸附量不很高,树脂的强度也差,因此很快就中断了研究.苏联一些学者也报道了用AH、等阴离子交换树脂提取铀的研究工作.AH-2Φ树脂具有一定的吸附量(30微克铀/克),在海水中比较稳定,但交换容量很低,价格也较贵.     

苯乙烯型大孔树脂对海水中微量有机磷农药的吸附性能研究

为获得不含农药的当地海水在利用酶传感器监测海水有机磷农药时作为对照溶液使用,选用苯乙烯型大孔吸附树脂ASD5作为吸附剂,对含马拉硫磷和甲基对硫磷的海水样品进行动态吸附研究。发现该树脂较适合去除海水中的微量马拉硫磷,在温度10℃,流速0.5mL.min-1的条件下,10g树脂制成的吸附柱处理含500μg.L-1马拉硫磷的海水样品(乙酰胆碱酯酶活性抑制率为30.0%),出水的乙酰胆碱酯酶(AChE)活性抑制率仅为0.4%,而对海水自身的性质没有显著影响。结果表明:苯乙烯型大孔吸附树脂ASD5适合去除海水中的微量马拉硫磷,在海水有机磷农药的酶传感器监测中有很好的应用前景。     

利用组合吸附剂从海水中分离溶解有机物

用XAD—2树脂和活性炭组合的吸附剂从海水中分离溶解有机物,从酸化海水(pH=1.9)分离效率可达90%,若通过的海水量少于500柱体积,可以达到定量吸附,试验了影响吸附效率的几个条件因素,包括吸附剂的预处理、pH和通过的海水体积。依次用7M NH₄OH、甲醇和NH₄OH—甲醇混合液解吸,效率可达90%以上。