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活性炭改性后回收钍离子
文章编辑:优德88官方网站网络部 更新时间:2019-8-26 16:05:26

  钍在地壳中以微量分布广泛存在,主要存在于几种矿物中,如独居石砂,钍石,钍矿和硫杂石。在上个世纪,钍被用于各种应用。由于能源需求量大,它最近作为潜在的资源得到了更多的关注。吸附是一种低成本的吸取替代方案,简单而有效。显然,在金属回收中使用吸附剂优于液-液萃取技术的优点。本期测试用三苯基氧化膦改性的活性炭对钍的吸附,并研究了影响吸附过程的不同因素。

  虽然已经开发了各种方法用于分离和利用钍。但是大家选择使用活性炭材料来进行吸附,因为它们具有高吸附能力以及提高的热稳定性和辐射稳定性。由于有利的孔径分布,活性炭具有高度的表面反应性,这使得它们的表面易于获得并提高其吸附速率而不牺牲其机械强度。由于这些优点,活性炭材料已经在许多工业分离和净化应用中找到了应用,例如从供水中去除不同的污染物。该研究的关注点是引入用三苯基氧化膦改性的活性炭作为钍离子的有效吸附剂。

  合成的改性活性炭的表征

  图1所示了交流的扫描电子显微镜和红外光谱仪表改性三苯基氧化膦之前和钍的吸附在被示出后。结果表明,在改性活性炭表面上吸附钍后存在钍。

  图1:在(a)和(b)吸附钍之前,用三苯基氧化膦改性的活性炭的电子显微镜和红外光谱仪表。

  酸碱度的影响

  质子可用性对于几乎所有吸附剂的金属吸附都很重要。酸碱度直接影响钍的水化学性质和吸附剂活性位点的性质。实验得到的结果表明,钍吸附效率随着酸碱度从1增加到3.6而增加,在酸碱度3.6时达到最大值89%,随着酸碱度的增加,吸附效率降低到7。这是由于带有带正电荷的钍离子物质的质子化活性位点的静电排斥。

  图2:用三苯基氧化膦改性活性炭对酸碱度对钍吸附效率的影响。

  改良活性炭剂量的影响

  图3所示了在最佳条件下将不同量的0.1至1g的改性活性炭与100mL钍溶液混合。钍的吸附效率从0.1%增加到55%,达到89%,0.5克。此外,通过增加吸附剂剂量来降低吸附效率。在低吸附剂量下,所有活性位点都可用于钍吸附。在另一方面,在较高的吸附量,钍离子的拥挤会导致难以以填充由于钍离子。

  图3:改良活性炭剂量对钍离子吸附效率的影响。

  吸附平衡研究

  吸附等温线可以清楚地表征钍与改性活性炭吸附剂的相互作用途径。平衡研究通常用于吸附过程的设计和理解吸附机理。钍离子可以通过几种机制吸附在固体载体的表面上。根据兰茂尔吸附等温式的假设,钍的吸取作用在单层均匀的表面上,并且所有金属结合位点在能量上相同。

  图4:用三苯基氧化膦改性的活性炭对钍吸附的兰茂尔吸附等温式。

  吸附动力学研究

  图5图6所示了使用两个动力学模型包括伪一阶和伪二阶扩散模型来分析吸附过程的动力学。研究了在400mg/L浓度,酸碱度3.6和室温下200rpm的搅拌速度下的钍吸附动力学。动力学研究有助于预测吸附速率,并为设计和建模提取过程提供重要信息。

  图5:用三苯基氧化膦改性活性炭的钍离子伪一级和伪二级吸附模型。

  用三苯基氧化膦改性的活性炭在最佳条件下用于钍吸附,在25℃下40分钟。改性活性炭的最大吸取容量为71.94mg/g,获得的数据遵循伪二阶动力学模型。Langmuir吸附等温线模型被发现是说明吸附过程的最合适的模型。最后,对所研究的地质样品浸出液中的钍吸附和沉淀进行了优化,并通过化学方法测量并通过SEM和EDX分析表征。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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