200830(01)Fe3O4纳米磁性微粒对钴和锶的吸附

;! 实 验 部 分
;<;! 试 剂 和 仪 器 七 水 合 硫 酸 亚 铁 !硝 酸 铁 !氯 化 钴 !氯 化 锶 !氯
化镧!碳酸铯均为市 售 国 产 分 析 纯$JJF>B 型 原 子吸 收 光 谱 仪%北 京 科 创 海 光 仪 器 有 限 公 司& SXT F’XO4G 型 F 射线 粉 末 衍 射 仪%荷 兰 X65&> 5U8公 司&+OS>)"""OF 型 透 射 电 子 显 微 镜%日 本 电子公司$ ;<=!@-AYQ 纳米磁性微粒的制备
UN 值 对 ;2!K@ 纳 米 磁 性 微 粒 吸 附 C%)e % Y-)e 的影响示于图!$从图!看出%C%)e %Y-)e 分 别在 UNd?和 UNd*达到 最大 吸 附 量$ 磁 性 微 粒 对C%)e 的 吸 附 量 随 着UN值 的 增 大 而 逐 渐 增 大%在 UNd?时达到最大吸附量#’?B@77%&*P&
对有害离子的 去 除 有 许 多 传 统 的 方 法%例 如
! ! 收 稿 日 期 !)""=>#)>)A!修 订 日 期 !)""?>"!>)# ! ! 作 者 简 介 !刘 ! 峰 "#B*## $%男 %山 东 青 岛 人 %硕 士 研 究 生 %纳 米 磁 性 材 料 专 业 !!%通讯联系人
#<东华理工大学 应用化学系%江西 抚州!!@@"""!)<东华理工大学 应用化学系 放射化学研究所%江西 抚州!!@@"""
摘要!为降低B"Y-和="C%对环境的污染%用共沉淀法制备了粒径为#".7 的 ;2!K@ 磁性微粒%分散于水中生成饱 和磁化强度"#$为!A"_I&7 的水基磁流体%用此磁流体对 C%)e %Y-)e 进行了吸附研究’结果表明%在@A k%吸 附="75.时%C%)e %Y-)e 分 别 在 UNd? 和 UNd* 下 达 到 吸 附 平 衡%吸 附 容 量 为 #’?B@%"’B=) 77%&&P’ 用 H/.P7,5-等温模型(假二级动力学模型探讨了 ;2!K@ 纳 米 磁 性 微 粒 对 C%)e %Y-)e 的 吸 附 机 制 %研 究 结 果 表 明 % 该过程是单离子层吸附过程’ 关键词!钴!锶!吸附!;2!K@ 纳米磁性微粒 中 图 分 类 号 !K=@?’!! ! 文 献 标 志 码 !I
=<A! 温 度 对 吸 附 的 影 响 UNd? 时!将 "’)!)P;2!K@ 纳 米 磁 性 微 粒
加 入 到 A" 7H 初 始 质 量 浓 度 为 )A" 7P#H 的 C%)e 溶 液 中!在 不 同 温 度 下 进 行 吸 附"UN d* 时!将 "’)!)P ;2!K@ 纳 米 磁 性 微 粒 加 入 到 A" 7H 初始质 量 浓 度 为 )"" 7P#H 的 Y-)e 溶 液 中! 在 不 同 温 度 下 进 行 吸 附" 温 度 对 ;2!K@ 纳 米 磁 性微粒吸附 C%)e !Y-)e 的 影 响 示 于 图 @" 从 图 @ 看出!随 着 温 度 的 升 高!磁 性 微 粒 对 C%)e !Y-)e 的吸附量逐渐升高!在 @A k 时 达 到 最 大 吸 附 量! 分 别 为#’?B# 77%&#PC%!"’BAB 77%&#PY-" 继 续升高温度!磁性 微 粒 对 C%)e !Y-)e 的 吸 附 量 呈 现下降的趋势"
0d@A k!0d="75.
继续 增 大 UN 值!吸 附 量 反 而 呈 现 下 降 的 趋 势" 磁性微粒对 Y-)e 的 吸 附 量 与 C%)e 的 吸 附 量 变 化 趋势相似!但 在 UNd* 时达 到最 大吸 附 量 "’B=) 77%&#P"
初始质量 浓 度 越 大!;2!K@ 纳 米 磁 性 微 粒 对 C%)e !Y-)e 的 吸 附 量 越 大!当 C%)e !Y-)e 的 初 始 质 量浓度分别大于)A"7P#H 和)""7P#H 时!吸 附量不再有明显变化"
控制 UN 值%分 别 在 不 同 吸 附 时 间 和 不 同 C%)e %Y-)e 浓 度 下%进 行 磁 流 体 对 C%)e %Y-)e 的 吸 附 实 验 %分 析 方 法 同 上 $
;<Q! 表 征 手 段 利用 F 射线粉末衍射仪对所得产物进行晶
型检测%利用透 射 电 子 显 微 镜 对 所 得 产 物 进 行 粒 径检测$
相分离%这里 应 用 的 磁 场 是 小 型 永 久 磁 场$ 吸 附 完成后%将吸附 有B"Y-和="C% 的 磁 性 微 粒 用 水 泥 固化$因为同位 素 的 化 学 性 质 基 本 相 同%它 们 的 吸附行为也基本一致%本 工 作 拟 利 用 稳 定 元 素 Y和 C%来模 拟 磁 性 微 粒 对B"Y-和="C% 的 吸 附%以 找到最佳 UN 值 和 吸 附 时 间%并 应 用 假 二 级 动 力 学模型!H/.P7,5-等温方程探讨 C%)e %Y-)e 在磁 性微粒上的吸附行为$
!第!"卷 第#期 ! )""*年)月
核!化!学!与!放!射!化!学 +%,-./&!%0!(,1&2/-!/.3!4/35%1627589-:
! ! 文 章 编 号 !")A!>BBA"")""*$"#>""A=>"A
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@-AYQ 纳米磁性微粒对钴和锶的吸附
刘 ! 峰#!杨 ! 枝#!刘 和 连#!罗 ! 新#!)!%
!85’0&%’)I38%-U95%.58/.2005152.1:7296%39%321-2/82962U%&&,95%.%0B"Y-/.3="C%’G62/3> 8%-U95%.<26/V5%-%01%</&9/.389-%.95,7%.;2!K@ 7/P.2951./.%U/-951&28]/889,35235.9658 U/U2-’G62/38%-<2.9/UU&52362-2]/8U-2U/-23<:1%>U-215U59/95%.%/.31/.0%-7 ]/92-></823 02--%0&,538’Q988/9,-/95%. 7/P.295[/95%.58!A"_I&7’G622MU2-572.9886%]96/9962D7/M %0 1%</&9/.389-%.95,7/-2#’?B@77%&&P/.3"’B=)77%&&P/9UNd?/.3UNd*%-28U2195V2&:’ G62/38%-U95%.U-%12880%&&%]8/U82,3%>821%.3_5.29518/.3962H/.P7,5-58%962-7%]65165.> 351/928962/38%-U95%.58/7%.%&/:2-/38%-U95%.’ 9-1:(0+5)1%</&9!89-%.95,7!/38%-U95%.!;2!K@ 7/P.2951./.%U物处理是当今世界的重大环境问题 之一*#>@+’B"Y-和="C%是核电站放射性 废 物 的 重 要 组成部分’B"Y-来 自 于 核 燃 料 裂 变 产 物%="C% 是 核反应装置中的中子活化产物 ’ *A+ 这两种核 素 既
会 对 环 境 产 生 污 染%又 可 在 医 疗 领 域 被 广 泛 利
第#期!!!!!!!!!!!!!刘!峰等+;2!K@ 纳米磁性微粒对钴和锶的吸附
A?
沉淀!萃取!离 子 交 换!电 化 学 和 生 物 富 集 等 $ "=>B# 吸附%尤 其 是 磁 性 颗 粒 的 吸 附 近 来 受 到 关 注$ O<.2-等 利 "A# 用天然磁铁矿石 颗 粒 对 放 射 性 核 素 进行了吸附研究$纳米磁性微粒是一种新颖的吸 附 剂 %它 与 传 统 的 吸 附 剂 相 比 有 着 比 表 面 积 大 !高 效!易于实现 磁 液 分 离 等 优 点$ 磁 液 分 离 是 指 在 一定磁场作用下将磁流体中的纳米磁性微粒与水
!+5(0"’$()(*L(8&#’&)+C’0()’$/7()@-AYQ 6&O)-’$%.&)("&0’$%#-5
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图 !!UN 值 和 C%)e !Y-)e 初 始 质 量 浓 度 对 ;2!K@ 纳 米 磁 性 微 粒 吸 附 C%)e !Y-)e 的 影 响 ;5P’!!O002198%0UN/.39627/881%.12.9-/95%.%.962/38%-U95%.%0C%)e/.3Y-)e %.;2!K@ 7/P.2951./.%U/-951&28