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.     

海水中铀在水合氧化钛上的吸附机理

随着海水提铀研究工作的开展,海水提铀的机理问题普遍地受到了重视。这一问题虽在十年前即被提出,但至今还没有解决。英国Davies、Keen等认为海水中的铀以UO_2~(+2)的形式吸附在水合氧化钛上面,吸附的方式为阳离子交换。而日本的尾方昇则认为是阴离子UO_2(CO_3)_3~(-4)配位吸附,但后来又说:“在海水pH范围内阳离子交换性较强”。1975年,本文作者曾提出为化学吸附,被吸附的是UO_2(OH)_3~-。张正斌等提出了新的论据,认为是阳离子交换,同时还指出,或许可以用“脱水络合”机理来阐明。此外,还有人主张用阴离子交换等等。意见很不一致,论据也不尽相同。 这里根据一些现有的实验,对海水中铀在水合氧化钛上的吸附机理作一初步探讨。     

海水中铀的快速预富集及其测定

我们发现,利用氢氧化铝作为共沉淀剂,以蛤蜊皮粉作为载体,可以较好地预富集海水中的铀。本文较系统地研究了载带共沉淀的条件对预富集的影响,并用此法测定了青岛汇泉湾外沿岸海水中的铀浓度。     

A KINETIC STUDY OF THE EXTRACTION OF URANIUM FROM SEA WATER BY HYDROUS TITANIUM OXIDE-MEASUREMENT OF THE ACTIVATION ENERGY OF ADSORPTION

The measurement of the activation energy is an important part of the kinetic study ofuranium-uptaking on Hydrous Titanium Oxide (HTO) from sea water. But the kineticproblem of this process still remains in the exploratory stage, and its measurement ofadsorption activation energy is difficult due to the complexity of sea water system and itslow level of uranium concentration (3 μg U/l). In this paper we propose a methodof measurement of adsorption activation energy which is a simple approximation andcan be directly applicable to natural sea water, according to Langmuir's theory with somesimplified treatment.     

EXTRACTION OF URANIUM FROM SEAWATER BY AMIDOXIME RESINS

The adsorption behaviour for uranium of four kinds of amidoxime resinst RNH, RCH, RAH and RPH in seawater has been investigated. It has been found that all these resins are capable of adsorbing rapidly uranium from U-cnriched seawater with a high uranium uptake.RNH was able to adsorb uranium satisfactorily from natural seawater, and the uranium uptake of RNH with a degree of cross-linking of 3-5 mol % was above 200 μg/g-R (adsorption for 15 days). The uranium uptakes of RCH, RAH and RPH from natural seawater were much lower than the uranium uptake of RNH. The factors which caused the difference between resins RCH, RAH, RPH and resin RNH are discussed.     

海水中微量元素无机离子交换动力学研究 Ⅳ.海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛离子交换反应的级数和活化能的测定

关于海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛的作用、国内外已有许多报导,内容包括水合氧化钛制备方法的不同对交换铀量的影响,水合氧化钛和海水中铀的基本物理—化学性质的研究及它们在反应过程中物理—化学性质变化规律的研究,海水中铀与水合氧化钛作用机理的研究等等。但对这一反应的动力学研究文献上报导极少,除了在本研究Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中报导的反应机理的研究[1,2]证明反应过程的速率由液膜扩散所控制之外,关于这一离子交换过程的反应级数和活化能的研究却至今未见有文献报导。     

海水中铀的快速载带共沉淀富集法

本文报道了利用氢氧化铝作为共沉淀剂,以蛤蜊壳粉作为载体的载带共沉淀法富集海水中的铀。结果表明,不但加快了氢氧化铝胶体沉淀的速度,而且沉淀后,不用放置就能过滤。曁今,国内外尚未见这方面的报道。     

海水中铀的富集研究——Ⅱ.氢氧化铝-二氧化锰复合富集剂制备条件与富集铀的关系

在以前工作的基础上,我们又研究了氢氧化铝-二氧化锰复合富集剂(以下简称铝-锰复合富集剂)。实验表明,这种复合富集剂从海水中富集铀的回收率比过去研究的几种有所改进,每克铝-锰复合富集剂富集铀量在200微克左右。本文旨在报道氢氧化铝-二氧化锰复合富集剂的制备条件对富集铀的影响。     

ADSORPTION OF URANYL COMPLEX IONS ON HYDROUS TITANIUM OXIDE Ⅰ. CHEMICAL THERMODYNAMICAL CHARACTERISTICS

An account is given of the thermodynamical characteristics of the adsorption of uranyl complex ions on hydrous titanium oxide (HTO) in NaCl-NaHCO3 solution and in seawater. Determined are the adsorption isotherms and the adsorption density in various pH. The contribution of each component to the adsorption density, the adsorption free energy ΔGads,t, the coulostatic energy ΔGcoul,t. and the cqemisorption potential energy Gchem. t are estimated. The average free energy ΔGads enthalpy change, ΔHads, and entropy change, ΔSads, of the adsorption in this system are -7.33 kcal/mol, 6.30 kcal/mol and 45.7 cal/mol K respectively. It is hereof concluded that the complex chemisorption process is spontaneous and thermonegativc.     

地下浓缩海水苦卤中提取超高纯镁砂方法的研究

本文报道了1986年10月至1989年9月，采用氨沉淀法从莱州湾沿岩地下浓缩海水制盐后的苦卤中提取超高纯镁砂（高温煅烧后的MgO）的方法研究，重点解决了Mg（OH）2的沉降、过滤、降钙去硼及洗涤等问题。研制的超高纯镁砂纯度达到：MgO2，99.95％；CaO2，0．05％；B2O3未检出。     

海水中铀与碱式碳酸锌的反应级数及活化能

目前国外对碱式碳酸锌吸附海水中铀的报导较少,对其吸附海水中铀的反应级数及活化能测定的报导尚未见到。本文试图用三颈瓶反应器及分光光度法,测定海水中铀与碱式碳酸锌的反应级数及活化能,并获得较满意的实验结果。     

钛合金在海水中电偶腐蚀性能研究

本文研究了几种典型国产钛合金在天然海水和80℃热海水中与铜合金、不锈钢以及不同钛合金之间(在表面积相同条件下)相互接触时的电偶腐蚀行为。结果表明,不同钛合金之间可以匹配使用;钛合金与铜合金或不锈钢接触时能加速后者的腐蚀,但在面积比不大的情况下这种加速作用不大。     

ON CHELATING RESINS FOR EXTRACTING URANIUM FROM SEAWATER

A number of dictating resins have been synthesized for extracting uranium from scawatcr. The feasibilities of extracting uranium directly from seawater by synthesizing chelating resins have been investigated by studying three factors:(1) the chelating ability of the resins for uranyl ion;(2) the competitive complex of calcium, magnesium and other cations with uranyl ion;(3) the competitive complex of carbonate ion with uranyl ion.It is suggested that the competitive complex of carbonate ion with uranyl ion should be the most important factor.     

莱州湾沿岸地下浓缩海水中高浓度铀的发现及其地球化学异常

1986年1月至1987年9月,利用激光铀分析法对莱州湾沿岸地下浓缩海水中的铀浓度进行了调查,在我国首次发现莱州湾沿岸广大地区地下浓缩海水中溶存高浓度铀。本文讨论了铀的分布规律及影响地下浓缩海水中铀浓度的因素,探讨了高浓度铀的来源,并推测莱州湾沿岸沉积物中可能存在铀源。     

南沙群岛海区沉积物中铀含量与冰期关系初探

运用研制国家铀系年龄一级标准物质的分析测试系统,精确的测定南沙群岛海区诸多柱样的铀含量、沉积物的平均沉积速率,结合相关科学资料综合整理,对比亚南极海等的岩心资料后认为,南沙群岛海域沉积物中自生铀含量（以下简称铀含量）高的层位为冰期,铀含量低的层位为间冰期     

水合氧化锆吸附硼的pH效应与机理

研究了水合氧化锆吸附硼的pH效应。研究结果表明:体系pH值对海水中硼的吸附影响很大;对纯硼酸液中硼的吸附影响较小。并提出可能的吸附机理:低pH值时,以物理吸附为主;高pH值时,以化学吸附为主。     

海水中铁的来源形态及其与浮游植物的相互关系

铁是浮游植物生长所必须的微量营养元素。铁在浮游植物对氮的吸收、固氮菌对N2的固定、叶绿素的合成、卟啉生物合成、光合作用电子的传输等生物过程发挥着非常重要的作用。浮游植物的光合作用固定了占全球近40％的碳，因此研究海洋中的铁的来源、形态及其与浮游植物的关系具有重要意义。本文论述了海水中铁的来源、形态及不同形态铁的相互转化，以及浮游植物需铁的生物过程、吸铁的方式、缺铁的生理生化指示和铁对浮游植物生长及群落组成的影响。     

钛/碳钢在海水中电偶腐蚀的研究

研究了国产纯钛和碳钢Q235在青岛近海海水中的电偶腐蚀情况。测定这两种金属材料的自然腐蚀电位和失重速率；用IM6e电化学工作站测定两种金属材料在海水中的稳态极化曲线，研究其极化性能；测定了碳钢与钛组成不同面积比、不同温度、不同海水流速时电偶电流的大小、方向，电偶电位，以及不同面积比时阳极的失重速率。结果表明，阳极的腐蚀速率随阴／阳极面积比、环境温度、海水流速的增大而增加，且阳极腐蚀速率随阴／阳极面积比的增大趋于极限值。     

pH对SPE-HPLC-ESI-Q-TOF-MS检测海水中小分子活性物质的影响研究

海水溶解有机物(dissolvedorganicmatter,DOM)中含有的生物活性物质在海洋生态系统中作用巨大,但因缺乏适合的分离提取方法而严重阻碍了对其不同组分在生态系统中作用的探索。固相萃取法对富集提取海水DOM十分有效,在用其提取海水DOM时,海水pH对活性物质提取效果的影响很大,但目前针对海水的这种影响尚存在很大争议。本文以天然近海海水作为基质,探究不同pH条件下用亲水-疏水平衡(hydrophilic-lipophilicbalanced,HLB)固相萃取小柱萃取海水中活性分子的提取效率,并使用高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(HPLC-Q-TOF-MS)在负离子(ESI-)模式下检测解析提取物的组成。研究结果表明,当海水样品pH为中性和强酸性时都能获得较好的提取效率,随着pH的降低,提取物质谱的整体响应值降低,但可识别的谱峰数目增加,提取出有机物的分子量和性质差异都更广泛。分析提取物分子在范克雷维伦(van Krevelen)图和质荷比-氢碳比(m/z-H/C)图上的分布发现,中性条件适合提取饱和度较高的小分子化合物,而具有生物活性的带有不饱和基团的化合物及蛋白质、糖类等生物大分子在强酸性提取条件时提取效果和分辨率更好。综合提取效率、有效峰数目和分子组成特征考虑,用HLB固相萃取小柱提取近海海水中的小分子活性物质时,将海水样品pH调节为2较为适宜。     

水合氧化锆吸附硼的研究

详细地研究了硼在水合氧化锆吸附剂上的吸附行为。研究结果表明，水合氧化锆的吸硼速率较快，２ｈ可完全达平衡，且吸附可用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附线很好地拟合。被吸附的硼易被碱液洗脱，通过水合氧化锆上硼的“吸附－脱附循环”研究，表明该吸附剂的吸附性能好，再生能力强，循环使用寿命长，是一种很有价值的高效脱硼吸附剂。