核桃壳生物炭吸附水中铀的研究

徐明 邱木清

摘要 以核桃壳为原材料，采用高温裂解法制备成核桃壳生物炭;通过扫描电镜、能谱分析仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对核桃壳生物炭的结构表征;通过吸附试验，探讨初始U（VI）浓度、pH、反应时间和温度对核桃壳生物炭吸附U（VI）的影响。结果表明，核桃壳生物炭表面光滑，所包含的元素主要是C、O、K和Ca;其表面含有大量的官能团，这将有利于其吸附。Langmuir吸附等温模型和伪二级动力学方程能更好地模拟核桃壳生物炭对U（VI）的吸附过程。

关键词 核桃壳;生物炭;吸附;铀

中图分类号 X.71文献标识码A文章编号0517-6611（2021）07-0070-04

AbstractThebiocharfromwalnutshellwaspreparedbythepyrolysismethod.Thestructureofbiocharwascharacterizedbyscanningelectronmicroscope，energyspectrumanalyzer，FouriertransforminfraredspectrometerandXraydiffractometer.Throughadsorptionexperiments，theeffectsofinitialU（VI）concentration，pH，reactiontimeandtemperatureonU（VI）adsorptionbybiocharwerediscussed.TheresultsshowedthatthebiocharfromwalnutshellwasasmoothsurfaceandtheelementsofC，O，KandCawereobserved.Alargenumberoffunctionalgroupswereappearedonthesurfaceofbiochar，whichwouldfacilitateadsorption.LangmuiradsorptionisothermmodelandpseudosecondorderkineticequationcouldbettersimulatetheadsorptionprocessofU（VI）insolutionbybiocharfromwalnutshell.

KeywordsWalnutshell;Biochar;Adsorption;U（VI）

作者简介 徐明（1970—），男，浙江绍兴人，工程师，从事环境污染物控制技术研究。*通信作者，副教授，博士，硕士生导师，从事水污染控制技术研究。

随着核能消耗量的逐年增加，核废料的安全处理和处置的问题正成为一个具有挑战性的环境问题。因为放射性核素污染，即使是微量的含量，但是由于其长期毒性和致癌作用，也可能会给水生生物和人类健康带来严重的威胁[1-3]。虽然目前已经有各种处理技术能有效地去除和分离废水或受污染的地表水和地下水中的放射性核素，但吸附技术仍然是更简单、更高效、更经济的方法[4-5]。各种吸附剂已经广泛地应用于放射性核污染处理中，如纳米材料、矿物、活性炭等[6-11]。但是在实际的应用中，这些吸附剂的使用存在着高价格、复杂的操作、二次污染等缺陷[12-13]。因此，当务之急是开发一种环境友好的、价格低廉的、易获得的吸附剂材料。……