本發(fā)明涉及一種活性炭及其制備方法及含鈾廢水的處理方法，具體涉及一種榕樹氣生根活性炭及其制備方法及含有廢水的處理方法。

背景技術(shù)：

鈾(U)是一種銀白色的具有天然放射性的金屬元素，原子序號為92。在自然界中，鈾的同位素有三種，其中以238U同位素的豐度最高，且三種同位素的半衰期都比較長，長達(dá)數(shù)億甚至數(shù)十億年；在地殼中，鈾的元素豐度為第51位，很多礦石都含有鈾元素。

含鈾廢水中的鈾主要以四價(jià)和六價(jià)的化學(xué)價(jià)態(tài)存在，但是相對而言，六價(jià)鈾的水溶性比較好，且比較難被去除，所以處理含鈾廢水的研究對象，主要是廢水中六價(jià)鈾及其化合物。隨著鈾的使用范圍和需求量增大，鈾礦的開采和冶煉的力度增大，大量含鈾廢水排放，污染了人類的生活用水，對人類的健康和安全造成威脅。查看文獻(xiàn)得知，我國的含鈾廢水的標(biāo)準(zhǔn)是CU≤0.05mg/L，美國的排放標(biāo)準(zhǔn)為不大于0.03mg/L；世界衛(wèi)生組織建議標(biāo)準(zhǔn)值為0.002mg/L，我國的標(biāo)準(zhǔn)是世界的25倍。

含鈾廢水來源主要是，鈾礦開采和水冶過程中產(chǎn)生的廢水，精煉鈾和制造核燃料排放的廢水；核反應(yīng)堆運(yùn)行和后處理會產(chǎn)生大量含鈾廢水；生產(chǎn)和使用鈾同位素的工業(yè)，在生產(chǎn)和使用過程中也會產(chǎn)生鈾廢水；研究鈾及其同位素等的科研部門，在科研的過程中也會產(chǎn)生；重大的軍事行動(dòng)和核事故也會造成放射性污染；由于數(shù)百種礦石都含有鈾，在開采和冶煉過程中產(chǎn)生的廢水中也會含鈾。含鈾廢水中，鈾主要以六價(jià)鈾及其化合物存在，世界衛(wèi)生組織(WHO)已經(jīng)將六價(jià)鈾納為致癌物質(zhì)。未經(jīng)處理的鈾廢水中鈾含量高，破壞生態(tài)環(huán)境，會直接或通過食物鏈等方式間接危害人類的健康。人體與鈾及其化合物接觸不當(dāng)時(shí)，會破壞人體的免疫、新陳代謝等功能系統(tǒng)，使人體患脫發(fā)、皮膚、血液疾病及癌癥等嚴(yán)重疾病，甚至?xí)苯訉?dǎo)致死亡。

處理含放射性物質(zhì)廢水的方法與其他廢水的處理方法大同小異，都是盡可能地截留含放射性物質(zhì)廢水，直接沉淀，被某種介質(zhì)吸附或濃縮于水體中，以達(dá)到減少大部分水體中的放射性物質(zhì)，使大部分水體達(dá)到排放要求再進(jìn)行排放，減少放射性物質(zhì)對環(huán)境污染。處理廢水的傳統(tǒng)技術(shù)主要有混凝沉淀法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法、生物處理法、萃取分離法、吸附凈化法等。

混凝沉淀法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法、生物處理法和萃取分離法在實(shí)際處理含放射性物質(zhì)的廢水中，都會有產(chǎn)生大量的泥漿，造成二次污染，處理?xiàng)l件很難達(dá)到最佳，處理工藝復(fù)雜，成本較高，存在一定的安全威脅。相比較而言，活性炭吸附法的材料比較容易得到，耗能少，操作簡單。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種活性炭及其制備方法及含鈾廢水的處理方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種活性炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)、將榕樹氣生根用質(zhì)量濃度為50～70％的磷酸浸泡25～35h，烘干，所述磷酸與榕樹氣生根的質(zhì)量比為1:1～3:1；

(2)、將步驟(1)所得榕樹氣生根在500～700℃條件下，炭化及活化1～3h；

(3)、用95～100℃的蒸餾水洗滌步驟(2)炭化及活化后所得產(chǎn)品為中性，烘干；

(4)、研磨，過80～200目篩，即得所述活性炭。

用于制備活性炭的原材料主要有植物的枝干、果殼和種子。用這些原材料處理比較繁瑣，再生性較弱，不容易收集。例如用麻竹制備活性炭，在制備之前，要先處理麻竹的枝葉，處理為一定粒徑放進(jìn)烘箱烘干，烘干后再處理麻竹，處理至比較適合的形態(tài)及大小，才能與活化劑混合進(jìn)行后續(xù)操作。榕樹為桑樹榕屬喬木，以枝葉比較繁茂和樹冠大著稱。榕樹的生命力強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，枝干或樹干上長有大量氣生根。在熱帶地區(qū)，榕樹是一種比較常見的公路、園林綠化植物，被廣泛種植。因?yàn)樯L力比較旺盛，每年都有大量榕樹氣生根被修剪棄置。用榕樹氣生根制備活性炭，在一定程度上可以減輕活性炭的制備成本，減少植被的破壞。

優(yōu)選地，所述活性炭的制備方法包括以下步驟：

(1)、將榕樹氣生根用質(zhì)量濃度為60％的磷酸浸泡28h，烘干，所述磷酸與榕樹氣生根的質(zhì)量比為2:1；

(2)、將步驟(1)所得榕樹氣生根在600℃條件下，炭化及活化2h；

(3)、用95～100℃的蒸餾水洗滌步驟(2)炭化及活化后所得產(chǎn)品為中性，烘干；

(4)、研磨，過80～200目篩，即得所述活性炭。

優(yōu)選地，所述步驟(1)之前還包括步驟(1a)：將榕樹氣生根洗凈，烘干。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中，烘干后，還包括研磨，過80～200目篩的步驟。

本發(fā)明還提供了一種采用上述活性炭的制備方法制備而成的活性炭。

本發(fā)明還提供了一種含鈾廢水的處理方法，所述處理方法是將權(quán)利要求4所述活性炭加入含鈾廢水中，調(diào)節(jié)含鈾廢水的pH至5.0～10.0，反應(yīng)5～150min，過濾；其中，所述活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為0.4～1.6g/L，所述含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度為5～200mg/L。

優(yōu)選地，調(diào)節(jié)含鈾廢水的pH至5.0～7.0。當(dāng)吸附反應(yīng)pH值為5.0～7.0時(shí)，活性炭吸附劑的吸附率和吸附容量的值較大。

優(yōu)選地，調(diào)節(jié)含鈾廢水的pH至7.0。當(dāng)吸附反應(yīng)pH值為7.0時(shí)，活性炭吸附劑的吸附率和吸附容量的值達(dá)到最大。

優(yōu)選地，所述含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度為90～110mg/L；當(dāng)含鈾廢水中含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度為90～110mg/L時(shí)，活性炭吸附劑的吸附率和吸附容量達(dá)到較大值。

更優(yōu)選地，所述含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度為90mg/L。當(dāng)含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度為90mg/L時(shí)，活性炭吸附劑綜合吸附效果最佳。

優(yōu)選地，所述活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1.0～1.6g/L；活性炭的吸附率隨著活性炭的投放量增大而增大，吸附的容量隨著活性炭的投放量增大而逐步減少。當(dāng)活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1.0～1.6g/L時(shí)，活性炭的吸附率的增大趨于平緩，吸附容量的下降速度比較緩慢。

更優(yōu)選地，所述活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1.0g/L。當(dāng)活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1.0g/L時(shí)，綜合活性的吸附率和吸附容量都能達(dá)到較佳。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)時(shí)間為120min。隨著反應(yīng)時(shí)間的增長，活性炭的吸附率和吸附容量增大，當(dāng)吸附反應(yīng)時(shí)間為120min時(shí)，活性炭的吸附率和吸附容量趨于平衡。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種以榕樹氣生根為原料，用H₃PO₄活化制備的活性炭，并用其處理含鈾廢水。本發(fā)明所述活性炭的制備工藝簡單，易于操作控制，成本低廉。本發(fā)明所制備的活性炭用于吸附含鈾廢水中的鈾，能實(shí)現(xiàn)高效除鈾的目的。

附圖說明

圖1為鈾的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖；

圖2為不同pH值下的吸附效果圖；

圖3為鈾溶液不同初始濃度下的吸附效果圖；

圖4為不同榕樹氣生根活性炭投放量下的吸附效果圖；

圖5為不同反應(yīng)時(shí)間下的吸附效果圖。

具體實(shí)施方式

為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明實(shí)施例中使用的鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液、掩蔽劑和緩沖液的配制方法如下：

鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：準(zhǔn)確稱取2.1095g硝酸雙氧鈾六水合物于100mL的燒杯中，加入20mL的水，再加入10mL鹽酸，2滴HNO₃，攪拌至固體完全溶解，冷卻后轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，多次用水洗滌燒杯，并將溶液轉(zhuǎn)至瓶中，用水稀釋至刻度，定容搖勻，溶液濃度為1g/L。

用10mL移液管準(zhǔn)確移取10mL上述1g/L鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，加入3～4滴的鹽酸，用水定容至標(biāo)線，定容搖勻，溶液濃度為100mg/L。

掩蔽劑的配制：于盛有500mL水的1000mL的燒杯中，加入25g 1,2環(huán)己烷二胺四乙酸并攪拌均勻，溶液比較渾濁，再加入65g磺基水楊酸，再攪拌均勻后添加5g NaF固體，攪拌均勻。用酸堿溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值為7～8，調(diào)節(jié)完畢并冷卻后轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，多次用水洗滌燒杯并將殘夜轉(zhuǎn)至瓶中，用水定容至刻度線。

緩沖溶液的配制：用量筒量取180mL三乙醇胺溶解于盛裝有600mL水的1000ml的燒杯中，并用酸堿溶液調(diào)節(jié)pH值為7.8，用5g活性炭吸附脫色24h，脫色后抽濾，取濾液備用。

本發(fā)明實(shí)施例中鈾的濃度的測定方法如下：

取10mL含鈾清液于25mL容量瓶中，加5mL混合掩蔽劑，搖勻后加入1滴酚酞，搖勻后再滴加1:1的氨水使溶液變紅，搖勻后加入1:1的鹽酸調(diào)節(jié)溶液至無色，搖勻之后加2mL緩沖溶液，再搖勻后加入6mL丙酮，搖勻后加入1mL0.05％的2-(5溴代2-吡啶偶氮)-5-乙基氨基苯酚的酒精溶液，最后定容至刻度，放置45min后在578nm波長的可見光分光光度計(jì)下比色，以空白試驗(yàn)為空白參照比。

鈾標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制及繪制：

取若干個(gè)100ml的容量瓶，分別準(zhǔn)確加入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL濃度為100mg/L的鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至刻度線，定容備用。用上述鈾的測定方法測定，用空白實(shí)驗(yàn)做空白參照比，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(線性相關(guān)系數(shù)R²≥0.99)。

繪制鈾的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示，用于測量吸附后鈾溶液的濃度，用于計(jì)算榕樹氣生根活性炭吸附含鈾廢水的吸附率和吸附容量。從圖1可知，該標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)R²＝0.9993。根據(jù)測量待測溶液的吸光度得到待測溶液的濃度。

本發(fā)明所述榕樹氣生根活性炭吸附率和吸附容量的計(jì)算公式如下：

式中：R——榕樹氣生根活性炭的吸附率，％；

C₀——鈾溶液的初始濃度，mg/L；

C_t——吸附一定時(shí)間后鈾溶液的濃度，mg/L；

Q——榕樹氣生根活性炭的吸附容量，mg/g；

V——鈾溶液的體積，L；

M——榕樹氣生根活性炭的質(zhì)量，g。

實(shí)施例1

本發(fā)明所述活性炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)、用水清洗榕樹氣生根的表面，清洗表面的污垢，于105℃條件下烘24h，烘干氣生根，再將其裁剪至每節(jié)2～3cm；

(2)、將榕樹氣生根用質(zhì)量濃度為70％的磷酸浸泡25～35h，烘干，所述磷酸與榕樹氣生根的質(zhì)量比為1:1；

(3)、將步驟(2)所得榕樹氣生根在700℃條件下，炭化及活化3h；

(4)、用95～100℃的蒸餾水洗滌至步驟(3)炭化及活化后所得產(chǎn)品為中性，烘干；

(5)、研磨，過200目篩的步驟，即得所述活性炭。

實(shí)施例2

本發(fā)明所述活性炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)、用水清洗榕樹氣生根的表面，清洗表面的污垢，于105℃條件下烘24h，烘干氣生根，再將其裁剪至每節(jié)2～3cm；

(2)、將榕樹氣生根用質(zhì)量濃度為60％的磷酸浸泡28h，烘干，所述磷酸與榕樹氣生根的質(zhì)量比為2:1；

(3)、將步驟(2)所得榕樹氣生根在600℃條件下，炭化及活化2h；

(4)、用95～100℃的蒸餾水洗滌至步驟(3)炭化及活化后所得產(chǎn)品為中性，烘干；

(5)、研磨，過80目篩的步驟，即得所述活性炭。

實(shí)施例3

本發(fā)明所述活性炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)、用水清洗榕樹氣生根的表面，清洗表面的污垢，于105℃條件下烘24h，烘干氣生根，再將其裁剪至每節(jié)2～3cm；

(2)、將榕樹氣生根用質(zhì)量濃度為50％的磷酸浸泡25h，烘干，所述磷酸與榕樹氣生根的質(zhì)量比為3:1；

(3)、將步驟(2)所得榕樹氣生根在500℃條件下，炭化及活化1h；

(4)、用95～100℃的蒸餾水洗滌至步驟(3)炭化及活化后所得產(chǎn)品為中性，烘干；

(5)、研磨，過80目篩的步驟，即得所述活性炭。

實(shí)施例4

本發(fā)明所述活性炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)、用水清洗榕樹氣生根的表面，清洗表面的污垢，于105℃條件下烘24h，烘干氣生根，再將其裁剪至每節(jié)2～3cm；

(2)、將榕樹氣生根用質(zhì)量濃度為60％的磷酸浸泡30h，烘干，所述磷酸與榕樹氣生根的質(zhì)量比為2:1；

(3)、將步驟(2)所得榕樹氣生根在600℃條件下，炭化及活化3h；

(4)、用95～100℃的蒸餾水洗滌至步驟(3)炭化及活化后所得產(chǎn)品為中性，烘干；

(5)、研磨，過100目篩的步驟，即得所述活性炭。

實(shí)施例5

本發(fā)明所述活性炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)、用水清洗榕樹氣生根的表面，清洗表面的污垢，于105℃條件下烘24h，烘干氣生根，再將其裁剪至每節(jié)2～3cm；

(2)、將榕樹氣生根用質(zhì)量濃度為65％的磷酸浸泡30h，烘干，所述磷酸與榕樹氣生根的質(zhì)量比為1:1；

(3)、將步驟(2)所得榕樹氣生根在600℃條件下，炭化及活化2h；

(4)、用95～100℃的蒸餾水洗滌至步驟(3)炭化及活化后所得產(chǎn)品為中性，烘干；

(5)、研磨，過100目篩的步驟，即得所述活性炭。

實(shí)施例6

本實(shí)施例考察含鈾廢水的pH對吸附效果的影響，考察的具體方法與結(jié)果如下：

在室溫下，取9組含鈾廢水，分別調(diào)節(jié)含鈾廢水的pH為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度為90mg/L，移取25mL含鈾廢水于150mL碘量瓶中，準(zhǔn)確稱取并加入在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1g/L的榕樹氣生根活性炭，加入后馬上蓋好瓶塞放在恒溫振蕩器中，以轉(zhuǎn)速150r/min和溫度為30℃的條件下振蕩120min；振蕩后，迅速過濾，取濾液，測量吸附后溶液中鈾的濃度，比較不同pH下的吸附劑的吸附效果，得出較適合的pH，得出結(jié)果如圖2所示。

由圖2得知，鈾溶液的pH為2.0時(shí)，榕樹氣生根活性炭的吸附效果較差。當(dāng)pH＝2.0～5.0時(shí)，隨著pH的增大，吸附效果明顯提高。pH值在5.0～7.0范圍內(nèi)，隨pH值的增大，吸附劑的吸附率和吸附容量的值較緩慢上升，在pH＝7.0時(shí)，吸附效果較好。當(dāng)達(dá)到吸附率和吸附容量達(dá)到最大值后，隨著pH的增大，又開始下降。這一現(xiàn)象可能是溶液中的其他離子與UO₂²⁺之間發(fā)生競爭關(guān)系，競爭榕樹氣生根活性炭表面的活性位點(diǎn)；在低pH值下，H⁺或H₃O⁺占據(jù)榕樹氣生根活性炭表面絕大部分的活性位點(diǎn)，并產(chǎn)生斥力阻礙UO₂²⁺與活性位點(diǎn)結(jié)合。在pH＜7的條件下，pH值與阻力成反比，阻力反而隨著pH下降而增大。隨著pH升高，溶液中的UO₂²⁺與其他離子反應(yīng)，如與OH^-反應(yīng)生成氫氧化物(如(UO₂)₂(OH)₂²⁺)，會對UO₂²⁺與質(zhì)子的交換造成一定影響；也有可能與溶液中的CO₂、HCO₃^-形成不易被吸附的碳酸鈾酰絡(luò)合物。當(dāng)溶液pH值超出UO₂²⁺微沉淀的上限值時(shí)，水體中的UO₂²⁺會以固態(tài)4UO₃·9H₂O的形式存在，因而會使吸附反應(yīng)無法進(jìn)行。

綜上所述，榕樹氣生根活性炭處理含鈾廢水的比較適合的pH范圍為5.0～7.0，而pH值為7.0時(shí)，吸附劑的吸附率和吸附容量的值達(dá)到最大。

實(shí)施例7

本實(shí)施例考察含鈾廢水的初始濃度對吸附效果的影響，考察的具體方法與結(jié)果如下：

在室溫下，取17組含鈾廢水，含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度分別為5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、150、170、200mg/L，調(diào)節(jié)含鈾廢水的pH為7.0，移取25mL溶液于150mL碘量瓶中，準(zhǔn)確稱取并加入在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1g/L的榕樹氣生根活性炭，加入后馬上蓋好瓶塞放在恒溫振蕩器中，以轉(zhuǎn)速150r/min和溫度為30℃的條件下振蕩120min。振蕩120min后，迅速過濾，測定濾液中鈾的濃度，比較吸附效果，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，當(dāng)含鈾廢水中鈾的初始質(zhì)量濃度(C₀)的范圍在5～60mg/L時(shí)，吸附率均約為99％。當(dāng)初始濃度大于60mg/L，吸附劑的吸附率開始緩慢下降；濃度在5～200mg/L的范圍內(nèi)，隨著鈾溶液的初始濃度增大，吸附容量也逐漸增大。當(dāng)濃度值在5～90mg/L，吸附容量隨著濃度增大而明顯增大，在90～200mg/L，吸附容量增長比較緩慢。在鈾初始濃度為90mg/L時(shí)，吸附率仍大于90％，但是當(dāng)鈾初始濃度大于90mg/L，吸附率開始隨著濃度的上升下降，且明顯下降。含鈾廢水中加入定量的榕樹氣生根活性炭，吸附活性位點(diǎn)的數(shù)量也是一定的。在初始濃度較低時(shí)，UO₂²⁺能與榕樹氣生根活性炭充分接觸，有大量的UO₂²⁺被吸附，因此榕樹氣生根活性炭對鈾的吸附率比較高；隨著初始濃度增大，水體中未被吸附的UO₂²⁺的數(shù)量增多，吸附率逐漸降低。隨著初始濃度增大，溶液中UO₂²⁺的量也一直增多，榕樹氣生根活性炭的吸附容量也一直增大，可能是因?yàn)槿芤褐蠻O₂²⁺在榕樹氣生根活性炭表面和內(nèi)部孔內(nèi)被吸附。

由圖3可知，鈾吸附的較佳的濃度范圍為90～110mg/L，C₀＝90mg/L與C₀＝100mg/L相比較，由于濃度的增大引起的吸附率數(shù)值的減少大于吸附容量數(shù)值的增大，因此，可認(rèn)為C₀＝90mg/L比C₀＝100mg/L更適合。同理，C₀＝100mg/L比C₀＝110mg/L更適合。綜合可見，C₀＝90mg/L的綜合吸附效果最佳。

實(shí)施例8

本實(shí)施例考察活性炭的投放量對吸附效果的影響，考察的具體方法與結(jié)果如下：

在室溫下，取7組含鈾廢水，含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度為90mg/L，調(diào)節(jié)含鈾廢水的pH為7.0，分別移取25mL溶液于150mL碘量瓶中，準(zhǔn)確稱取并加入在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為質(zhì)量濃度分別為0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6g/L的活性炭，加入后馬上蓋好瓶塞放在恒溫振蕩器中，以轉(zhuǎn)速150r/min和溫度為30℃的條件下振蕩120min。振蕩120min后，迅速過濾，取濾液，測定剩余濃度，計(jì)算吸附率和吸附容量，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，隨著榕樹氣生根活性炭投放量的增大，吸附容量逐步減少。當(dāng)投放的活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為0.4g/L時(shí)，吸附容量高達(dá)152.05mg/g，且吸附率為68.26％。當(dāng)投放的活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為0.4g/L到0.6g/L之間，吸附率隨著投放量增大而增大；但當(dāng)投放的活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1.0～1.6g/L范圍內(nèi)時(shí)，吸附率趨于平緩。當(dāng)投放的活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為0.6～1.6g/L范圍內(nèi)時(shí)，吸附容量的下降速度反而比較慢。

當(dāng)投放的活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為0.4～1.0g/L的范圍內(nèi)時(shí)，吸附率隨著投放量的增加而增大，是因?yàn)殡S著吸附劑的量增加，吸附活性位點(diǎn)的量也隨之增多，此時(shí)溶液中UO₂²⁺的量是一定的，UO₂²⁺與榕樹氣生根活性炭充分接觸并被吸附。當(dāng)吸附劑投放量繼續(xù)增大時(shí)，可能由于吸附劑表面吸附溶液中UO₂²⁺受阻，使吸附率趨于穩(wěn)定。由此可得，活性炭在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1g/L吸附效果最佳。

實(shí)施例9

本實(shí)施例考察不同反應(yīng)時(shí)間對吸附效果的影響，考察的具體方法與結(jié)果如下：

在室溫下，取8組含鈾廢水，含鈾廢水中鈾的質(zhì)量濃度為90mg/L，調(diào)節(jié)含鈾廢水的pH為7.0，分別移取25mL溶液于150mL碘量瓶中，準(zhǔn)確稱取并加入在含鈾廢水中的質(zhì)量濃度為1.0g/L的活性炭，加入后馬上蓋好瓶塞放在恒溫振蕩器中，以轉(zhuǎn)速150r/min和溫度為30℃的條件下，分別振蕩5、15、30、60、90、120、150、180min，迅速過濾，取濾液，測定剩余濃度，計(jì)算吸附率和吸附容量，結(jié)果如圖5所示。

從圖5可以得出，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間t≤30min，隨著吸附時(shí)間增長，而吸附率和吸附容量快速增大。當(dāng)吸附反應(yīng)時(shí)間由30min增長到120min，隨著反應(yīng)時(shí)間增長而吸附率和吸附容量緩慢增大；在吸附時(shí)間從30min增長到90min的增長范圍內(nèi)時(shí)，隨著時(shí)間的增長，吸附率和吸附容量非常緩慢地增大，且有趨于平緩的趨勢。但是，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間從90min增長到120min時(shí)，吸附效果又有比較明顯的提高。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過120min，吸附率和吸附容量趨于平緩。

在較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，鈾物質(zhì)主要被榕樹氣生根活性炭吸附在表面，吸附速率比較快；隨著吸附時(shí)間的增長，榕樹氣生根活性炭表面吸附的鈾物質(zhì)增多，表面的活性吸附位點(diǎn)減少，鈾向榕樹氣生根活性炭的內(nèi)部擴(kuò)散，擴(kuò)散阻力逐漸增強(qiáng)，吸附率和吸附容量增長速度減慢；吸附后期，主要是榕樹氣生根的內(nèi)表面在進(jìn)行吸附，濃度梯度推動(dòng)力隨著時(shí)間增長而減弱甚至消失，吸附速率與解吸速率相等，吸附基本達(dá)到平衡。因此，反應(yīng)過程在120min時(shí)趨于平衡，120min被選為較佳的接觸反應(yīng)時(shí)間。

最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。