脲醛树脂及其改性树脂对核电废水中Co2+、Ce4+的吸附性能研究

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随着核电产业的快速发展,不可避免地产生了大量的放射性废水,给环境带来巨大的压力。这些废水以中低放废水为主,其中放射性Co和Ce的含量较高。58Co的放射性半衰期为71.3天,60Co的放射性半衰期则是5.271年,两者会在衰变过程中释放能量较高的β射线和Y射线,对人体危害较大;Ce属于稀土元素,且核素144Ce半衰期为284.91d,是公认的对人类有效剂量当量贡献较大的放射性核素。因此有必要采用适当的方式去除这些带有放射性的元素,而选择合适的方法处理放射性废水是亟需解决的问题之一。本文研究了脲醛(UF)树脂的合成方法,同时使用三聚氰胺对树脂进行改性,采用激光粒度扫描仪、SEM、FT-IR等手段对树脂进行详细表征。结果表明:UF树脂和三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂上含有大量的氨基、羟基等活性基团,可与金属离子发生配位作用,并且颗粒具有较大的比表面积,可达到吸附净化水体的目的。加入三聚氰胺后,增加了氨基等活性基团,并提高了UF树脂的刚性,形成的树脂颗粒更小,具有更大的比表面积。本文还探讨了UF树脂和MUF树脂对模拟低放废水中Co2+、Ce4+的吸附性能。研究结果表明:MUF树脂对Co2+和Ce4+的吸附效果优于UF树脂。吸附动力学研究表明UF树脂和MUF树脂对Co2+、Ce4+的吸附过程更符合拟二级反应动力学模型,吸附热力学研究表明:吸附过程更符合Langmuir模型,并且都是自发的吸热反应。UF树脂和MUF树脂在25℃条件下反应24h后对Co2+的吸附容量分别为1.26mg/g和1.61mg/g;UF树脂和MUF树脂在25℃条件下反应2h后对Ce4+的吸附容量分别为7.39mg/g和18.22mg/g。以HCl溶液作为脱附剂处理吸附后的树脂,重复5次实验,树脂依然有较好的吸附效果。UF树脂和MUF树脂由于具有大量活性基团,较大的比表面积,成本低廉等优点,可利用其作为吸附剂去除放射性核素,具有广阔的应用前景。
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