Page 166 - 精细化工2019年第8期
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·1654·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷
















             图 2  NTO、BT-NTO、BWT-NTO 和 C-NTO 的 SEM 图(a,b,c,d)、粒径分布(e,f,g,h)和 TEM(i,j,k,l)
             Fig. 2    SEM (a, b, c, d), TEM (i, j, k, l) images and particle size distribution (e, f, g, h) of NTO, BT-NTO, BWT-NTO and C-NTO

                                 2+
            2.2    T-NTO 对铀(UO 2 )的吸附
            2.2.1    pH 的影响
                 pH 对铀吸附的影响如图 3a 所示,T-NTO 及
            NTO 的铀吸附容量都随 pH 的增加而增加,这与文
            献报道的结果类似        [20-21] 。这是因为在 pH=2.0~5.0 时,
                                             2+
                                 2+
            铀在溶液中主要以 UO 2 、(UO 2 ) 2 (OH) 2 、(UO 2 ) 3 OH 5+
            等阳离子形式存在,带正电荷(图 3b)。随 pH 的增
            加,纳米二氧化钛表面羟基的质子化程度减弱,Zeta
            电位降低(图 3c),更易与带正电荷的铀酰离子作

            用,故随着 pH 的增高,NTO、BT-NTO、BWT-NTO                    图 3    初始 pH 对铀吸附容量的影响(a);不同 pH 下铀
            和 C-NTO 的吸附容量增加,当 pH 为 5.0 时,吸附                         的存在形式(b);T-NTO 的 Zeta 电位(c)
            容量分别为 0.3234、0.4369、0.3722 和 0.3369 mmol/g。        Fig.  3    Effect  of  initial  pH  on  the  U( Ⅵ )  adsorption
            但进一步升高 pH,将导致铀的沉淀产生,因此,铀                                  capacity (a); Species of U(Ⅵ) at different pH (b);
            吸附 pH 控制在 5.0。对比 NTO、BT-NTO、BWT-NTO                       Zeta potential of T-NTO (c)

            及 C-NTO,NTO 的吸附容量最低,说明由于模板的                        2.2.2    吸附等温线
            引入增加了纳米二氧化钛的比表面积,从而增大了                                 NTO 和 T-NTO 对铀的吸附等温线如图 4 所示,
            吸附容量。文献结果与此类似               [22-23] ,纳米二氧化钛        用 Langmuir 等温式〔式(2)〕和 Freundlich 等温式
            比表面积越大对金属离子的吸附容量也越大。                               〔式(3)〕对吸附等温线进行拟合               [24] ,拟合曲线如
                                                               图 5d~f,拟合参数列于表 1。由图 4 和表 1 可知,
                                                               温度为 298K 时,NTO、BT-NTO、BWT-  NTO 和
                                                               C-NTO 的平衡吸附容量分别为 0.3373、0.5209、
                                                               0.4296、0.4000  mmol/g;平衡吸附量均随温度的增
                                                               加而增加,这表明 NTO 及 T-NTO 对铀的吸附为化
                                                                                                         2
                                                               学吸附过程。Langmuir 等温模型的相关系数 R 比
                                                               Freundlich 接近 1,说明 Langmuir 等温模型能较好
                                                               地描述 T-NTO 对铀的吸附过程;BT-NTO 的 Langmuir
                                                               常数(K L )最大,BWT-NTO 次之,C-NTO 最小,
                                                               说明 BT-NTO 有最高的铀吸附容量,这与实验结果
                                                               相同。

                                                                              C e    1     C e         (2)
                                                                               q   K q     q
                                                                                e    L  m  a  x  m  a  x
                                                                               lnq  lnK   n lnC        (3)
                                                                                 e     F      e
                                                               式中:C e 为吸附平衡时铀的浓度,mmol/L;q e 为吸
                                                               附平衡浓度为 C e 时铀的吸附容量,mmol/g;q max 为
                                                               最大吸附容量,mmol/g;K L 为 Langmuir 常数,
                                                                                L /g)和 n 为 Freundlich 常数。
                                                               L/mmol;K F (mol 1–n n
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