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Cs(Ⅰ)和Eu(Ⅲ)在伊利石和氧化钛上的吸附研究

王胜荣  
【摘要】: 本文采用批式法分别研究了Cs(Ⅰ)和Eu(Ⅲ)在伊利石和锐钛矿上的吸附作用,旨在:(1)采集广泛实验条件下,Cs(Ⅰ)、Eu(Ⅲ)在K、Na基伊利石和锐钛矿上的的吸附实验数据;(2)构建表面配位模型,定量描述所得吸附实验数据;(3)对比压实和分散状态下K基伊利石对Cs(Ⅰ)吸附作用的异同。 用X-射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、粒径分析以及比表面积分析等手段,详细表征了锐钛矿。结果表明:实验中的锐钛矿颗粒纯度为97%,其中金红石的含量为3%。B.E.T方法测得的比表面积为10.0m~2/g。在25℃和3个离子强度(0.001,0.01 and 0.1 mol/L NaCl)下的连续电位滴定结果表明:锐钛矿的零电荷点在pH 6附近,离子强度对滴定曲线没有影响,可以用恒电容模型定量解释滴定曲线。 研究了液相pH、Eu(Ⅲ)浓度、离子强度、CO_2分压等因素对Eu(Ⅲ)在锐钛矿上吸附作用的影响。实验结果表明:Eu(Ⅲ)在锐钛矿上的吸附强烈依赖于溶液的pH值和Eu(Ⅲ)浓度,但离子强度的影响不显著。用双电层模型并考虑内圈表面配合物≡SOEu~(2+),≡SOEu(OH)~+和≡SOEu(OH)_3~-定量解释了吸附实验数据。此外,CO_2对Eu(Ⅲ)在锐钛矿上吸附的影响不明显。 用毛细管批式实验研究了Cs(Ⅰ)浓度、pH值、离子强度等因素对Cs(Ⅰ)在压实K基伊利石上吸附作用的影响,并且与分散状态下K基伊利石的结果做了对比。结果表明:在不同的pH范围内,分散状态下的吸附分配比K_d与压实状态的K_d几乎相等,而且两种状态下吸附等温线是重合的;K_d随离子强度的增大而减小。与压实状态下Cs(Ⅰ)在K基伊利石上的吸附相比,分散状态下的解吸存在解吸滞后现象。相同条件下,Na基伊利石对Cs(Ⅰ)的吸附分配比更大。


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