釷在伊利石上的吸附與解吸實驗結(jié)果與討論

1、位在伊利石上的吸附與解吸實驗結(jié)果與討論3.1 Th 4+溶液的標準曲線的繪制用移液槍分別取不同體積（0、0.50、1.00、1.25、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00mL）的Th4+標準溶液1.4109 X 1C4mol/L于25mL容量瓶中，依次 加入1.00mL的HNO3 （0.5M）, 2.0mL偶氮腫（田）溶液（0.1%）,用去離 子水定容至刻度，搖勻。顯色 15min后，用分光光度計在波長為664nm處測其吸光度。從圖 1可以看出Th4+的濃度與吸光度的關(guān)系y=39777.41245x-0.05749 （y為吸光度值，x為Th4+的濃度）|Equationy

2、 = a + b*xWeightNo WeightingResidual Sum of Squares2.33512E-4Adj. R-Square0.99954ValueStandard ErroBIntercept-0.057490.00414BSlope39777.41245303.255620.8 -0.6 一0.40.2 一0.0 一0.0000000.0000050.0000100.0000150.0000200.000025CTr(mol/L)圖一 Th4+溶液的標準曲線3.2流速對吸附的影響圖3不同流速下的穿透曲線0.70.40.30.20.10.00.60.520406080

3、1001201401601802000.420ml/min0.840ml/min0.280ml/minV/V°圖2流速對吸附的影響0.70.60.50.40.30.20.10.0200400600800100012001400T(min)0.420ml/min0.840ml/min0.280ml/min表不同流速下的吸附參數(shù)EQ0Q1Q1/Q00.280ml/min162.06030.224750.10552146.95%0.420ml/min230.57110.320160.2376574.22%0.840ml/min249.71330.373660.3113283.31%流速對于

4、Th4+溶液在伊利石上的吸附來說是一個很重要的影響因素。Th4+溶液在不同的流速下（0.280、0.420、0.840ml/min ）通過伊利石時，從圖2可 以看出，他們開始穿透的孔體積大概為 18V。、14V。、9V0,穿透之后C/C。開始 迅速增加，而且他們的增快程度隨著流速的增加而逐漸增大，在最后的洗脫過 程中有一些拖尾。從圖3可以看出，在動力學上，隨著時間的推移，流速越大 吸附越快，且增長的速度也越快。從表一可以看出，隨著流速的增大，Q1/Q0逐漸增加，說明隨著流速的增大，吸附效果逐漸變好。以上現(xiàn)象的發(fā)生可能是由 于在流速增加的過程中，Th4+溶液與伊利石的接觸時間會漸漸變短，穿透點的

5、 時間也會因此而變短，因此穿透所需要的孔體積會漸漸變小，而且在較大的流 速時，Th4+溶液所受到的推動力也較大，這可能也是一個影響因素。3.3 pH對吸附的影響圖5不同pH下的穿透曲線1.00.80.60.40.20.050100150200250300350400450V/V。圖4 PH對吸附的影響1.00.8 -0.6 -0.4 -PH=3.500.0200400600800T(min)0.2PH=4.00PH=3.001000120014001600表二 不同PH下的吸附參數(shù)PHEQ0Q1Q1/Q04.00245.6010.204180.16577981.19%3.50118.1430.

6、1975460.10833654.84%3.0097.386360.0967370.03643537.66%pH對于Th4+溶液在伊利石上的吸附來說是一個很重要的影響因素。Th4+溶液在不同的pH值下(3.00、3.50、4.00 )通過伊利石時，從圖4可以看出，他 們開始穿透的孔體積大概為 35個、20個、9個，穿透之后C/C0開始迅速增加， 而且他們的增快程度隨著 PH的增加而逐漸增大，并且依次到達平衡，最后淋洗 過程中，都以差不多的速度下柱，且有拖尾現(xiàn)象。從圖5可以看出，隨著時間的推移，pH值越大，吸附效果越好，吸附越快，變化趨勢越快。從表二中可以看 出，隨著pH的增加，Q1/Q0的值是

7、逐漸增大的。Th4+溶液在伊利石上的吸附率隨 PH的增加而提高是由伊利石表面電荷的改變和表面官能團的水解造成的。伊利 石的表面帶有大量的功能基團，在低PH下，這些官能團發(fā)生質(zhì)子化作用從而使伊 利石的表面帶正電。這些正電荷基團 Th4+產(chǎn)生靜電排斥作用，使得Th4+溶液在伊 利石上的吸附比較低。在高pH下,伊利石的表面官能團發(fā)生去質(zhì)子化作用，從而使得伊利石的表面顯負電性。這些負電荷基團的逐漸增加和正電荷基團的減少降 低了伊利石表面與 Th4+的靜電排斥作用，并逐步顯現(xiàn)為靜電吸引作用，從而使得 Th4+在伊利石上的吸附顯著提高。而且溶液中的Th4+溶液的形態(tài)會隨著溶液的pH 的升高而發(fā)生變化，在較

8、高的pH條件下，Th4+溶液較易發(fā)生水解而生成Th(OH)4 而沉降，比較容易被物質(zhì)吸附16,而且，環(huán)境體系中的pH較低時，H+的濃度就 會相應(yīng)的增大，H+就會和Th4+競爭吸附位點，此行為可能會使在較低的 pH值 的環(huán)境中，吸附量減小3.4離子強度對吸附的影響C00.80.70.60.50.40.30.20.10.0050100150200250300350400V/V圖6離子強度對吸附的影響0.8C00.70.60.50.40.30.20.10.0020040060080010001200T(min)圖7不同離子強度下的穿透曲線表三不同離子強度下的吸附參數(shù)電解質(zhì)濃度EQ0QiQ1/Q00.

9、1mol/L188.22540.2000530.07537737.68%0.01mol/L144.94520.2634720.12384347.00%0.001mol/L276.72190.267350.17926867.05%離子強度對于Th4+溶液在伊利石上的吸附來說是一個很重要的影響因素。Th4+溶液在不同的離子強度下（0.1、0.01、0.001mol/L ）通過伊利石時，從圖6 可以看出，他們開始穿透的孔體積大概為 20個、17個、9個，穿透之后C/C0開 始迅速增加，而且他們的增快程度隨著離子強度的增加而逐漸增大，并且依次到達平衡，最后淋洗過程中，都以差不多的速度下柱，且有拖尾現(xiàn)象

10、。從圖 7看以 看出，在動力學上，隨著時間的推移，離子強度越大，吸附的速度越慢，吸附越 緩。從表三可以看出，隨著離子強度的增加，Q1/Q0的值是逐漸增大的。那么出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是由于Th4+在伊利石上的吸附主要是通過外層絡(luò)合或通過與占據(jù)了 吸附劑表面位的氫離子或者 Na+離子進行離子交換來實現(xiàn)，當溶液中的競爭鹽 離子的濃度比較小時，Th4+離子和伊利石可以更容易地形成雙電層復(fù)合物，從而促 進Th4+在伊利石上的吸附；且溶液中背景電解質(zhì)濃度的增加會降低 Th4+的活度系 數(shù),抑制了 Th4+向伊利石表面的擴散，從而降低了 Th4+在伊利石上的吸附并且溶液 的離子強度可以影響伊利石粒子間的靜電排斥作

11、用。隨著溶液離子強度的增大，伊利石顆粒間的靜電排斥作用逐漸減小，進而發(fā)生聚集現(xiàn)象，使得伊利石表面的有 效吸附位減少，從而阻礙了 Th4+在伊利石上的吸附。表四不同Th4+濃度下的吸附參數(shù)c00.0 CTh 4+=6.1475*10-4 mol/L. CTh "=1.3678*10-4 mol/LC “=3.2256*10-4 mol/LTh0.80.60.40.2100200300400500V/V 0圖8 Th4+濃度對吸附的影響0.9c00.80.70.60.50.40.30.20.10.020040060080010001200C4. =1.3567*10 Th-4 mol/l

12、CTh4+ =3.2256*10-4mol/lC在”=6.1475*10Th-4mol/lT(min)圖9不同Th4+濃度下的穿透曲線Th4+濃度E/minQ0QiQ1/Q06.1475*10-4260.19580.4026170.32539780.82%3.2256*10-4118.1430.1975460.10833654.84%1.3567*10-4177.53590.0645380.03470953.78%Th4+溶液的濃度對于 Th4+溶液在伊利石上的吸附來說是一個很重要的影響 因素。Th4+溶液在不同的濃度下 (6.1475*10-4、3.2256*10-4、1.3567*10-4mol/L ) 通過伊利石時，從圖8可以看出，他們開始穿透的孔體積大概為 60個、9個、6 個，穿透之后C/C0開始迅速增加，而且他們的增快程度隨著 Th4+溶液牛頓的增 加而逐漸增大，并且依次到達平衡，最后淋洗過程中，都以差不多