钛胶海水提铀动力学研究Ⅱ——吸附机理的推断

海水提铀机理的研究,已逐渐受到重视,然而,至今研究还不是很深入,观点也各有差别.例如,Keen等[1]认为钛胶从海水中吸附铀是阳离子交换过程,即海水中的铀是UO₂2+离子的形式与钛胶进行交换;尾方升等[2]则倾向于阴离子吸着,即铀是以UO₂(CO₃)₃4-的形式被吸附.我们曾于1973年在海洋局系统的一次会议上提出阳离子给合交换的看法,并在后来的两次专业会议上予以补充发展.张正斌[3]认为是阳离子交换或一价阳离子失水络合.最近崔清晨[4]提出可能是UO₂(OH)₃-的络合吸附.根据几年来的工作,我们仍认为,钛胶从海水中的吸铀机理可能是一种阳离子形式的络合交换过程.     

海水中铀(Ⅵ)和水合氧化钛作用机理的红外光谱研究

关于海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛作用机理的研究,一般是根据一些实验现象作“间接”的推测,所以众说纷纭,例如有“络合—缩水”,阳离子交换和阴离子交换机理等等。因此,近年来人们都致力于较“直接”方法的探索。例如pH法即是其中之一种,据此并结合化学动力学的研究,我们推断:(1)海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛作用的整个过程是比     

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。     

海水提铀水合氧化铁吸附剂的研究——HTO表面的研究

本文作为海水提铀水合氧化钛吸附剂研究,采用化学分析电子能谱(ESCA)、表面羟基测定、红外光谱(FTIR)、电子顺磁共振(EPR)、电感偶合等离子发射光谱(ICP)等方法对水合氧化钛(HTO)吸附剂进行研究,着重探讨其表面,并对吸附作用微观机理适当讨论。     

铀酰络离子在水合氧化钛上的吸附作用 Ⅱ.红外光谱研究

本文测定了Na₄[UO₂(CO₃)₃]、Na[UO₂(OH)₃]和水合氧化钛(HTO)在海水中及NaCl-NaHCO₃-U水溶液中吸附铀的红外光谱,得到它们的铀酰振动光谱带,计算了表面吸附态和某些铀酰络合物配位体与中心原子的电荷迁移量,研究红外光谱特性与络合物性质之间的关系.研究还发现,海水中铀在HTO上的吸附,除了HTO作为配位体外,吸附态的其他配位体是H₂O和OH,也有一部分CO₃2-基团.提出了吸附态结构和吸附作用机理.     

水合氧化钛对海水中一些元素的富集

从海水中富集铀有多种方法,其中,水合氧化钛对铀的吸附容量大且选择性好,认为是最好的吸附剂。 水合氧化钛的制备方法和吸附条件不同,其富集的元素及富集系数也有差异,这是正常的现象。本文所用水合氧化钛是在本实验条件下制备和通水的,测定了两组水合氧化钛吸附     

海水中微量元素无机离子交换动力学研究——液膜递进模型理论

在前文中,我们在天然海水条件下,具体研究了铀(Ⅵ)-水合氧化钛体系及其它体系的离子交换动力学,确定控制速率的步骤为扩散,并进而提出《液膜递进模型》理论,具体确定为液膜扩散控制的机理.其结果与B、A、M理论处理的结果一致,两者还存在着较严格的定量联系.但是,在海水物理化学研究和海水提铀等研究中,并非只限于天然海水体系.因目前海水分析水平所限和进行加速试验等原因,常常要研究加浓海水体系.那末,在加浓海水条件下,《液膜递进模型》理论及其计算公式是否仍然有效?文献上未见报导.本文中我们仍从海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛体系为例,在一系列的铀浓度下作了较系统的研究,结果证明:在本文试验条件下(铀浓度从天然海水的3.3μg/l至几百μg/l或更大)《液膜递进模型》理论仍然正确,与B.A.M理论仍然有较好的定量关系,并得出一些天然海水条件下未发现的新结果.     

钛胶海水提铀动力学研究Ⅲ——交换过程的扩散机理

水合氧化钛是一种无机离子交换剂.它对海水中铀的吸附是一种较为复杂的离子交换过程.除了一般的离子交换外,可能还伴随有络合[螯合][1]过程.在一般的情况下,离子交换的决定步骤是离子扩散.根据体系的性质不同,可以是离子在交换剂粒子内部的扩散(粒子扩散),或是在围绕粒子周围的液膜内部的扩散(液膜扩散).     

海水中无机离子交换的互不相干作用——Ⅱ、海水中无机离子交换互不相干作用的理论解释和新的实验验证

在本论题的研究Ⅰ中，我们直接用实验验证了海水中铀、铬、镁和钙在水合氧化钛上离子交换的互不相干作用。但是，既然铬(Ⅲ)的K1此铀(Ⅵ)要大10倍左右，铬(Ⅲ)的浓度又比天然海水条件下的大6000倍(也远比海水中铀(Ⅵ)的浓度要大)，不发生离子竞争交换而表现为“互不相干作用”似乎是使人费解的，