钍在伊利石上的吸附与解吸实验结果与讨论

钍在伊利石上的吸附与解吸实验结果与讨论3.1 Th4+溶液的标准曲线的绘制用移液枪分别取不同体积（0、0.50、1.00、1.25、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00mL）的Th4+标准溶液1.410910-4mol/L于25mL容量瓶中，依次加入1.00mL的HNO3（0.5M），2.0mL偶氮胂（）溶液（0.1%）,用去离子水定容至刻度，摇匀。显色15min后，用分光光度计在波长为664nm处测其吸光度。从图1可以看出Th4+的浓度与吸光度的关系y=39777.41245x-0.05749（y为吸光度值，x为Th4+的浓度）图一 Th4+溶液的标准曲线3.2 流速对吸附的影响图2 流速对吸附的影响图3 不同流速下的穿透曲线表一 不同流速下的吸附参数EQ0Q1Q1/Q00.280ml/min162.06030.224750.10552146.95%0.420ml/min230.57110.320160.2376574.22%0.840ml/min 249.71330.373660.3113283.31%流速对于Th4+溶液在伊利石上的吸附来说是一个很重要的影响因素。Th4+溶液在不同的流速下（0.280、0.420、0.840ml/min ）通过伊利石时，从图2可以看出，他们开始穿透的孔体积大概为18V0、14V0、9V0，穿透之后C/C0开始迅速增加，而且他们的增快程度随着流速的增加而逐渐增大，在最后的洗脱过程中有一些拖尾。从图3可以看出，在动力学上，随着时间的推移，流速越大吸附越快，且增长的速度也越快。从表一可以看出，随着流速的增大，Q1/Q0逐渐增加，说明随着流速的增大，吸附效果逐渐变好。以上现象的发生可能是由于在流速增加的过程中，Th4+溶液与伊利石的接触时间会渐渐变短，穿透点的时间也会因此而变短，因此穿透所需要的孔体积会渐渐变小，而且在较大的流速时，Th4+溶液所受到的推动力也较大，这可能也是一个影响因素。3.3 pH对吸附的影响图4 pH对吸附的影响图5 不同pH下的穿透曲线表二 不同PH下的吸附参数PHEQ0Q1Q1/Q04.00245.6010.204180.16577981.19%3.50118.1430.1975460.10833654.84%3.0097.386360.0967370.03643537.66%pH对于Th4+溶液在伊利石上的吸附来说是一个很重要的影响因素。Th4+溶液在不同的pH值下（3.00、3.50、4.00 ）通过伊利石时，从图4可以看出，他们开始穿透的孔体积大概为35个、20个、9个，穿透之后C/C0开始迅速增加，而且他们的增快程度随着PH的增加而逐渐增大，并且依次到达平衡，最后淋洗过程中，都以差不多的速度下柱，且有拖尾现象。从图5可以看出，随着时间的推移，pH值越大，吸附效果越好，吸附越快，变化趋势越快。从表二中可以看出，随着pH的增加，Q1/Q0的值是逐渐增大的。Th4+溶液在伊利石上的吸附率随PH的增加而提高是由伊利石表面电荷的改变和表面官能团的水解造成的。伊利石的表面带有大量的功能基团,在低PH下,这些官能团发生质子化作用从而使伊利石的表面带正电。这些正电荷基团Th4+产生静电排斥作用,使得Th4+溶液在伊利石上的吸附比较低。在高pH下,伊利石的表面官能团发生去质子化作用，从而使得伊利石的表面显负电性。这些负电荷基团的逐渐增加和正电荷基团的减少降低了伊利石表面与Th4+的静电排斥作用,并逐歩显现为静电吸引作用,从而使得Th4+在伊利石上的吸附显著提高。而且溶液中的Th4+溶液的形态会随着溶液的pH的升高而发生变化，在较高的pH条件下，Th4+溶液较易发生水解而生成Th(OH)4而沉降，比较容易被物质吸附 16，而且，环境体系中的pH较低时，H+的浓度就会相应的增大，H+就会和Th4+竞争吸附位点，此行为可能会使在较低的pH值的环境中，吸附量减小3.4 离子强度对吸附的影响图6 离子强度对吸附的影响图7 不同离子强度下的穿透曲线表三 不同离子强度下的吸附参数电解质浓度EQ0Q1Q1/Q00.1mol/L188.22540.2000530.07537737.68%0.01mol/L144.94520.2634720.12384347.00%0.001mol/L276.72190.267350.17926867.05%离子强度对于Th4+溶液在伊利石上的吸附来说是一个很重要的影响因素。Th4+溶液在不同的离子强度下（0.1、0.01、0.001mol/L ）通过伊利石时，从图6可以看出，他们开始穿透的孔体积大概为20个、17个、9个，穿透之后C/C0开始迅速增加，而且他们的增快程度随着离子强度的增加而逐渐增大，并且依次到达平衡，最后淋洗过程中，都以差不多的速度下柱，且有拖尾现象。从图7看以看出，在动力学上，随着时间的推移，离子强度越大，吸附的速度越慢，吸附越缓。从表三可以看出，随着离子强度的增加，Q1/Q0的值是逐渐增大的。那么出现这种现象，是由于Th4+在伊利石上的吸附主要是通过外层络合或通过与占据了吸附剂表面位的氢离子或者 Na+ 离子进行离子交换来实现，当溶液中的竞争盐离子的浓度比较小时, Th4+离子和伊利石可以更容易地形成双电层复合物,从而促进Th4+在伊利石上的吸附;且溶液中背景电解质浓度的增加会降低Th4+的活度系数,抑制了Th4+向伊利石表面的扩散,从而降低了Th4+在伊利石上的吸附并且溶液的离子强度可以影响伊利石粒子间的静电排斥作用。随着溶液离子强度的增大,伊利石颗粒间的静电排斥作用逐渐减小,进而发生聚集现象,使得伊利石表面的有效吸附位减少,从而阻碍了Th4+在伊利石上的吸附。3.5 Th4+浓度对吸附的影响图8 Th4+浓度对吸附的影响图9 不同Th4+浓度下的穿透曲线表四 不同Th4+浓度下的吸附参数Th4+浓度E/minQ0Q1Q1/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+溶液的浓度对于Th4+溶液在伊利石上的吸附来说是一个很重要的影响因素。Th4+溶液在不同的浓度下（6.1475*10-4、3.2256*10-4、1.3567*10-4mol/L ）通过伊利石时，从图8可以看出，他们开始穿透的孔体积大概为60个、9个、6个，穿透之后C/C0开始迅速增加，而且他们的增快程度随着Th4+溶液牛顿的增加而逐渐增大，并且依次到达平衡，最后淋洗过程中，都以差不多的速度下柱，且有拖尾现象。从图9可以看出，在动力学上，浓度越大越先穿透，且其增长趋