改性稻草对钍的吸附行为.PDFVIP

第 38 卷 第 4 期 核 技 术 Vol.38, No.4 2015 年 4 月 NUCLEAR TECHNIQUES April 2015 改性稻草对钍的吸附行为 吴婉滢 1 姚广超 1 张晓文 1 陈祝美 1 张晓峰 1,2 陈迪云 1,2 1 （广州大学环境科学与工程学院 广州 510006 ） 2 （广东省放射性核素污染控制与资源化重点实验室 广州 510006 ） 摘要 采用丁二酸对稻草进行改性处理，系统研究了不同稻草添加量、pH 值、吸附时间和吸附温度条件下， 丁二酸改性稻草对水溶液中 Th4+ 的吸附效果。结果表明当吸附剂投加量为 0.50 g、pH=3.5 、反应时间为 30 min、 −1、温度为 65 ºC 时，改性稻草对 Th4+ 的吸附效果最好，去除率可达96% 。傅里叶 钍溶液初始浓度为 10 mg·L 变换红外光谱分析揭示改性后的稻草样品添加了羧基、羟基、酯基的吸收峰。改性稻草的吸附行为符合 Freundlich 等温吸附模型以及准二级动力学方程，其吸附性能的提高，认为是改性处理暴露了更多的木质素、 纤维素内部多孔结构，及增加了木质素、纤维素上的特殊基团。 关键词 钍，丁二酸，改性稻草，吸附作用 中图分类号 TL12 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040301 铀矿和稀土矿常伴生有钍的矿化，特别是滨海 性或非极性有机化合物具有良好的吸附性能。稻草 砂岩型稀土矿中钍的含量很高。在开采与冶炼过程 曾经被运用在苯酚、亚甲基蓝及含铬、含铜废水等 [21−24] 中，由于钍的工业价值较低，很多情况下都是以废 的吸附研究中，并能达到良好的吸附效果 。 [1] 物形式排放，如铀矿山 99%的钍残留在尾矿中 ， 稻草来源丰富、价廉，如果能利用其来处理含 因此这些矿山会产生大量含钍废水。鉴于钍的化学 钍废水，可降低处理成本，实现“以废治废”的目 性质与放射性毒性，研究及开发含钍废水的环境污 标，具有明显的经济和社会效益。然而通过初步研 染控制技术尤为重要。 究发现，直接使用稻草去除溶液中的 Th 难以达到 近年来，采用生物吸附剂，如细菌、真菌、甲 含钍废水的行业排放标准。稻草表面丰富的 SiO2 和 壳素、藻类等吸附处理废水中的重金属元素取得了 脂肪类物质构成秸秆表面的蜡质层，覆盖了内部的 很大的进展[2−3] 。一些植物材料，如香蕉皮、玉米芯、 木质素、纤维素等物质[25]，通过对其改性，除去表 橘子皮、米糠、谷壳等农业废弃生物材料被广泛应 面脂肪类物质，暴露出多孔结构，增加木质素、纤 用于废水中重金属离子的吸附处理研究，现已成为 维素特殊的官能团，达到增加吸附比表面积及吸附 国内外水处理领域研究的热点[4−8] 。目前，应用生物 活性位点，以提高对溶液中 Th4+ 的吸附率的目的。 吸附剂处理放射性废水的研究基本都是针对铀开展 为此本文以农业废弃物稻草作为原料，加工处理后 的[9−12] 。而有关废水中钍的污染物控制与去除技术 采用丁二酸对其进行改性，然后研究在不同的投