硫化纳米零价铁去除水溶液中铀的机理

摘要

研究了铀溶液初始pH、HCO-3质量浓度和硫化纳米零价铁(sulfidized nano-scale zerovalent iron,SnZVI)投加量对SnZVI去除铀的动力学过程的影响,并通过SEM、XRD和XPS阐明SnZVI去除铀的机理.球形SnZVI颗粒直径为100～200 nm,比表面积为43.5 m2/g.SnZVI颗粒中含有Fe和FeS,且Fe(0)和Fe(Ⅱ)含量超过80％.SnZVI去除铀的动力学过程符合准一级动力学模型.增加SnZVI投加量,反应后溶液中铀质量浓度低于0.05 mg/L,但是pH升高及HCO-3质量浓度增加导致SnZVI去除铀的速率降低.SnZVI去除铀的负荷达到2452.92 mg/g,且反应后颗粒中约85％的铀为U(Ⅳ)和U(Ⅴ).研究结果表明,SnZVI可通过表面官能团的吸附作用及Fe(0)的还原作用快速分离水溶液中的铀.