納米Fe3O4負載銅綠假單胞菌吸附鈾U(Ⅵ)的特性與機理研究.pdf

1、本研究以銅綠假單胞菌為生物原料，以納米Fe3O4為載體，采用超聲波分散使得銅綠假單胞菌負載于納米Fe3O4上，合成一種化學-生物復合材料，簡稱NFPA，使得其積聚微生物吸附鈾的特點，又兼具化學材料的特性，在外加磁場作用下能快速磁分離。
　　通過靜態(tài)吸附試驗，考察溶液 pH、吸附劑用量、溫度對納米 Fe3O4顆粒負載銅綠假單胞菌(NFPA)對U(VI)吸附效果的影響，以及共存陰、陽離子對吸附的干擾作用和NFPA的再生性與穩(wěn)定性，采用

2、SEM-EDS、FT-IR、XRD等檢測方法分析其吸附U(VI)的機理。結果表明：NFPA吸附U(VI)的最佳條件是pH值為6.0、吸附劑用量為0.07g、溫度為30℃，吸附率達91.99％；共存體系下金屬陽離子對吸附干擾影響為：Fe3+＞Al3+＞Cu2+＞Ca2+＞K+＞Na+，陰離子干擾影響為：CO32-＞HCO3-＞SO42-；1mol/L NaHCO3對其解吸效果最佳(解析率達84.35%)，解吸后納米Fe3O4顆粒與銅綠假單

3、胞菌不發(fā)生分離，穩(wěn)定性較好；吸附U(VI)后，吸附劑表面形態(tài)發(fā)生改變，表面上分布的空隙與凹槽明顯減少，材料表面出現(xiàn)團聚現(xiàn)象；吸附機理主要為表面絡合吸附機理， U(VI)主要與NFPA表面的-COOH、-OH、-NH2、PO43-等基團螯合，形成表面配合物；吸附U(VI)后部分晶型結構轉化為不完善晶型結構，有極少部分結晶物生成。
　　吸附鈾的動力學與熱力學過程試驗研究表明，該材料對U(VI)的吸附過程符合準二級動力學模型，R2＞0.

4、9995；擴散模型擬合結果表明膜擴散和粒子內(nèi)部擴散是吸附的控制步驟，同時 Bangham模型擬合結果驗證了粒子內(nèi)部擴散不是唯一的速率控制步驟，液相邊界層和粒子外部傳質(zhì)過程對吸附的影響不能忽略；反應的表觀活化能為15.705 kJ/mol。熱力學試驗表明，該材料對U(VI)的吸附服從 Langmuir、Freundlich等溫模型，吸附是一個單層覆蓋與多層吸附相結合的過程；在298 K、303 K、308 K下Langmuir模型擬合最大