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活性炭改性後回收钍離子
美娱彩票:韩研网络部 更新时间:2019-8-26 16:05:26

  钍在地殼中以微量分布廣泛存在,主要存在于幾種礦物中,如獨居石砂,钍石,钍礦和硫雜石。在上個世紀,钍被用于各種應用。由于能源需求量大,它最近作爲潛在的資源得到了更多的關注。吸附是一種低成本的吸收替代方案,簡單而有效。顯然,在金屬回收中使用吸附劑優于液-液萃取技術的優點。本期測試用三苯基氧化膦改性的活性炭對钍的吸附,並研究了影響吸附過程的不同因素。

  雖然已經開發了各種方法用于分離和利用钍。但是我們選擇使用活性炭材料來進行吸附,因爲它們具有高吸附能力以及提高的熱穩定性和輻射穩定性。由于有利的孔徑分布,活性炭具有高度的表面反應性,這使得它們的表面易于獲得並提高其吸附速率而不犧牲其機械強度。由于這些優點,活性炭材料已經在許多工業分離和淨化應用中找到了應用,例如從供水中去除不同的汙染物。該研究的關注點是引入用三苯基氧化膦改性的活性炭作爲钍離子的有效吸附劑。

  合成的改性活性炭的表征

  圖1所示了交流的掃描電子顯微鏡和紅外光譜儀表改性三苯基氧化膦之前和钍的吸附在被示出後。結果表明,在改性活性炭表面上吸附钍後存在钍。

  圖1:在(a)和(b)吸附钍之前,用三苯基氧化膦改性的活性炭的電子顯微鏡和紅外光譜儀表。

  酸堿度的影響

  質子可用性對于幾乎所有吸附劑的金屬吸附都很重要。酸堿度直接影響钍的水化學性質和吸附劑活性位點的性質。實驗得到的結果表明,钍吸附效率隨著酸堿度從1增加到3.6而增加,在酸堿度3.6時達到最大值89%,隨著酸堿度的增加,吸附效率降低到7。這是由于帶有帶正電荷的钍離子物質的質子化活性位點的靜電排斥。

  圖2:用三苯基氧化膦改性活性炭對酸堿度對钍吸附效率的影響。

  改良活性炭劑量的影響

  圖3所示了在最佳條件下將不同量的0.1至1g的改性活性炭與100mL钍溶液混合。钍的吸附效率從0.1%增加到55%,達到89%,0.5克。此外,通過增加吸附劑劑量來降低吸附效率。在低吸附劑量下,所有活性位點都可用于钍吸附。在另一方面,在較高的吸附量,钍離子的擁擠會導致難以以填充由于钍離子。

  圖3:改良活性炭劑量對钍離子吸附效率的影響。

  吸附平衡研究

  吸附等溫線可以清楚地表征钍與改性活性炭吸附劑的相互作用途徑。平衡研究通常用于吸附過程的設計和理解吸附機理。钍離子可以通過幾種機制吸附在固體載體的表面上。根據蘭茂爾吸附等溫式的假設,钍的吸收作用在單層均勻的表面上,並且所有金屬結合位點在能量上相同。

  圖4:用三苯基氧化膦改性的活性炭對钍吸附的蘭茂爾吸附等溫式。

  吸附動力學研究

  圖5圖6所示了使用兩個動力學模型包括僞一階和僞二階擴散模型來分析吸附過程的動力學。研究了在400mg/L濃度,酸堿度3.6和室溫下200rpm的攪拌速度下的钍吸附動力學。動力學研究有助于預測吸附速率,並爲設計和建模提取過程提供重要信息。

  圖5:用三苯基氧化膦改性活性炭的钍離子僞一級和僞二級吸附模型。

  用三苯基氧化膦改性的活性炭在最佳條件下用于钍吸附,在25℃下40分鍾。改性活性炭的最大吸收容量爲71.94mg/g,獲得的數據遵循僞二階動力學模型。Langmuir吸附等溫線模型被發現是解釋吸附過程的最合適的模型。最後,對所研究的地質樣品浸出液中的钍吸附和沈澱進行了優化,並通過化學方法測量並通過SEM和EDX分析表征。

文章標簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,淨水活性炭.

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