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本工作的目的是建立和完善氯化物型卤水中铷、铯的分析方法,设计制备铷、铯吸附剂,对吸附剂的吸附性能和吸附机理进行研究。
1.利用原子吸收分光光度法进行了氯化物型卤水中微量铷、铯分析方法的优化和改进。实验过程中考虑了卤水体系中大量存在的钾、钠、钙、镁等离子对分析测定的影响,实验结果表明这几种离子共存时造成的干扰不可忽视,通过在标准曲线法测定所用标准样中加入与待测体系相一致的共存离子可以消除干扰。对比了铷、铯分析方法的差异,发现尽管铷、铯有相近的性质,但是分析方法还是有一定的差异,样品标准加入法仅适合于卤水中铯的分析,加标回收率90~110%。改进后的标准曲线法对于铷、铯的分析测定都适合,加标回收率为90~110%。改进后分析方法的最大优点是对样品除稀释外不再进行任何预处理,分析结果能反映体系中的真实含量。
2.研究了天然斜发沸石对铷、铯的吸附,考察了体系中共存的大量钾离子对沸石吸附的影响。结果显示,天然斜发沸石确实对铷、铯具有高的吸附容量,但是该沸石对于钾离子吸附性能也很好,在钾浓度高的溶液中,由于沸石对钾离子的大量吸附,不能很好地吸附铷、铯,沸石不适合高钾体系中铷、铯的分离提取。
3.利用海藻酸钠、磷钼酸铵及氯化钙制备了磷钼酸铵-海藻酸钙复合吸附剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及X射线能谱仪(EDS)对吸附剂进行了表征,研究了吸附剂对铷、铯的吸附性能、吸附动力学、吸附热力学,分析了吸附机理。对溶液中初始离子浓度、pH值、离子强度以及温度对吸附的影响进行了研究,利用准一级和准二级动力学模型对吸附动力学数据进行了拟合,结果表明准二级动力学常数及初始吸附速率随温度的升高而增加。吸附剂对于铷、铯的平衡吸附量随着初始离子浓度的增加而增大,随离子强度和温度的增大而减小。吸附平衡后溶液的pH值在3.5~4.5之间时吸附剂的吸附量最大。总体来说,该吸附剂制备简单,具有多孔结构,能够较快吸附溶液中的铷、铯离子,吸附容量分别为0.58、0.69 mmol·g-1。该吸附剂能够有效地吸附包含一些碱金属离子的溶液中的铷、铯离子。
4.通过溶胶-凝胶法制备了一系列铷、铯简单离子印迹杂化凝胶,对比考察了系列凝胶对于铷、铯的吸附情况。这些凝胶机械强度高,循环使用性能好,但是由于凝胶本身无特效官能团,与离子之间的结合力弱,吸附量不高。但对于碱(碱土)金属离子印迹吸附剂的制备具有很好的借鉴意义。