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开发和使用核电站生产的清洁能源正成为世界发展的一个主要趋势,然而这将不可避免地导致放射性核素污染问题。为了实现生态环境的可持续发展,去除放射性核素中的137Cs和238U核素很有必要,因为它们在溶液中稳定,具有高流动性,半衰期极长,持续的衰变对人以及环境造成的危害不可估量。有关研究表明磷钼酸铵(AMP)对铯有良好的去除效果,但是微晶颗粒限制了其实际应用,而将AMP微晶与Fe3O4大颗粒微球进行结合,是使材料具有磁性易于从水体中分离,突破AMP的尺寸限制的一种办法。利用多巴胺在绝大多数物质表面能够建立膜结构的特性,本文设计合成磁性磷钼酸铵复合材料,将AMP嵌入聚多巴胺(PDA)之中,在Fe3O4表面建立亲水功能结构膜,同时,PDA表面丰富的官能团对铀的也有良好的络合作用,复合材料可用于协同去除放射性废水中的铯和铀。磁性磷钼酸铵复合材料表示为AMP@PDA@Fe3O4(命名为:X-Y APF,其中X、Y分别表示AMP、PDA的掺杂质量比)。具体内容主要有以下四个部分:(1)本文利用多巴胺室温下可在物质表面由自聚合反应建立膜结构的特性,将AMP与Fe3O4成功结合,并用过XRD,SEM,TEM等表征手段,验证了材料的成功合成。表征手段表明合成的APF颗粒大小约为100 nm,晶体结构被完好的保留。VSM结果表明材料具有磁性,可用于磁性回收。(2)对系列APF复合材料的吸附铯离子性能进行测试,在APF吸附Cs(I)的过程中,分别探究了p H值,时间,温度,投加量,共存离子等不同条件下的材料吸附性能。APF吸附Cs(I)最佳p H范围为6.0~8.0,其中在p H=6.0下最佳吸附量为35.26 mg/g。研究了常见阳离子和温度对APF吸附Cs(I)的影响,发现吸附过程对K+的存在很敏感,即K+的存在会占据一些Cs(I)的吸附位点,从而使材料对铯的吸附效果减弱。Cs(I)吸附反应符合准二级吸附动力学和Langmuir等温吸附模型,同时,升温有利于反应的正向进行。对吸附机理进行探究,发现吸附过程主要是Cs(I)与APF中的NH4+进行离子交换。(3)为了提升材料对铀离子的吸附容量,提高了复合材料中聚多巴胺掺杂的比例,使用40-10 APF复合材料对U(VI)的吸附效果进行探索,探究了各种不同条件下材料对U(VI)的吸附作用。将40-10 APF投加量从0.1 g/L增加到1.0 g/L,吸附率迅速从24.95%提高到97.51%。在0.5 g/L的投加量下,测试在p H为3.0~9.0时材料吸附铀离子的性能,p H=7.0时对铀吸附效果最佳,40-10 APF对U(VI)的吸附效率为85.86%。对APF材料进行了动力学、等温吸附模型和吸附热力学模型研究,发现材料对于U(VI)的吸附过程更加符合准二级吸附动力学和Langmuir等温吸附模型。热力学模型参数中的ΔS~0>0和ΔG~0<0表明40-10 APF对U(VI)的吸附是自发进行的,且升温有利于反应的正向进行。对复合材料吸附铀的机理进行研究,结果表明在U(VI)吸附过程中是以C-O络合为主,-HN-/=N-对U(VI)的络合作用则起到辅助的作用。(4)为了验证APF复合材料能够对铯和铀起到同时吸附的效果,通过TEM电镜的结果分析表明,铯和铀离子被成功协同吸附。将APF用于加标的天然海水当中,调整p H为6.0,APF对Cs(I)和U(VI)仍然具有高选择性吸附性,吸附率分别可达97.65%和84.63%。这些结果为从海水中去除放射性污染物提供了参考。