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水滑石(LDH)材料由于其独特的物理化学性质,表现出了良好的吸附性能。本文主要以镁铝水滑石(Mg/Al-LDH)为模板,通过共沉淀法得到由半胱氨酸插层改性的新型水滑石材料(Cys-LDH),并考察了不同环境因素影响下改性前后水滑石对放射性核素和有机物的吸附行为研究。本文主要选取铀和甲基橙(MO)两种典型的污染物作为研究对象,考察了 U(Ⅵ)和MO在两种水滑石上的吸附动力学和热力学,研究了不同环境因素对U(Ⅵ)和MO在吸附剂上的吸附行为的影响,并利用FT-IR、XRD、XPS等光谱技术在分子水平上谈论了 U(Ⅵ)和MO在两种吸附剂上的吸附机理。(1)溶液pH值和离子强度对U(Ⅵ)在两种LDH上的吸附行为研究结果表明:Mg/Al-LDH和Cys-LDH对U(Ⅵ)的去除率随溶液pH值的增加而增加。当pH<5.0时,离子强度对U(Ⅵ)在Mg/Al-LDH上的吸附行为几乎无影响;但当pH>5.0时,Mg/Al-LDH对U(Ⅵ)的去除率随离子强度增加而增加,这表明了 U(Ⅵ)在Mg/Al-LDH上的吸附机理主要是外球表面络合。然而在整个实验pH范围内,离子强度对U(Ⅵ)在Cys-LDH上的吸附行为几乎无影响,这表明了 U(Ⅵ)在Cys-LDH上的吸附机理主要是内球表面络合。溶液中共存阴离子干扰实验结果表明NO3-、Cl-、ClO4-、SO42-对U(Ⅵ)在Mg/Al-LDH和Cys-LDH上的吸附行为几乎无影响。但是CO32-对U(Ⅵ)在Mg/Al-LDH和Cys-LDH上的吸附行为影响显著且随溶液pH值变化而变化。(2)天然有机质对U(Ⅵ)在两种LDH上的吸附行为研究结果表明:当pH<5.0时,随腐殖酸(HA)浓度的增加U(Ⅵ)在Mg/Al-LDH上的吸附量增加,当pH>5.0时,随HA浓度的增加U(Ⅵ)在Mg/Al-LDH上的吸附量降低。然而,在HA存在的环境中,虽然U(Ⅵ)在Cys-LDH上的吸附趋势和U(Ⅵ)在Mg/Al-LDH相同,但是Cys-LDH对U(Ⅵ)的吸能力更高,而且HA对U(Ⅵ)在Cys-LDH上的吸附行为影响较小。原因是U(Ⅵ)在Cys-LDH上的吸附主要是以U(Ⅵ)分子与LDH层间的Cys分子结合形成硫醇盐固定在LDH层间,而U(Ⅵ)在Mg/Al-LDH上的吸附主要表面络合,因此U(Ⅵ)在Cys-LDH上的吸附行为受HA的影响小。(3)MO在两种LDH上的吸附行为研究结果表明:Mg/Al-LDH和Cys-LDH对MO的去除率随溶液pH值的增加而降低,但是却随离子强度的增加而增加,这表明了 MO分子在Mg/Al-LDH和Cys-LDH上吸附机理主要是外球表面络合。热力学研究和吸附等温线拟合结果表明了 MO在Mg/Al-LDH和Cys-LDH上吸附过程属于熵增自发放热过程,这说明了高温不利于MO在Mg/Al-LDH和Cys-LDH上的吸附。循环再生实验结果表明了 Cys-LDH在环境中更加稳定,可再生能力强,更适合用于实际染料废水处理。