铀吸附研究现状
四种生物吸附剂对铀的吸附性能研究
（ ．中国科学 院 广州地球化学研 究所 ，广东 广州 ５ ０４ ； １ １６ ０ ２ ．南华大学 化学化工 学院 ，湖南 衡阳 ４ １０ ；３ ２ ０ １ ．湖南中成 化工有 限公 司，湖南 株 洲 ４ ２ ０ ） １０ ５ 摘要 ： 以保护环境为 目的 ， 以寻求廉价而有效 的生物吸 附材料为 出发点 ， 究 了啤酒酵母菌 、 海海草 、 研 北 榕树叶 、 杉 树皮等 ４种 吸附剂对铀 的吸附性能 的影 响。结果表明 ： ４种吸附剂对 低浓度铀具有很好 的富集作用 ， 吸附率都在 其 ９ ％ 以上 ； ９ 每种吸附剂都存在 １ 个最适 ｐ Ｈ值 和 １ 个最佳投 放质量浓 度 ， 次对应 为 ４ ０ ． ４ ． ，． —４ ０， 依 ． ＿５０，—４ ５ ３ ５ ．
ｕ ａ ｉ ｍ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ，ａ ｄ ｃ ｒｅ ｐ ｎｄ ｎ ｌ ｈ ｐ ｉ ｌ Ｈ ａｕ ｓ４． ５． ｒ ｎ ｕ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｉ ｏ ｎ ｏ ｒ ｓ ｏ ｉ ｇｙ ｔ ｅ ｏ ｔｍａ ｐ ｖ ｅ ｉ ０－ ０，４＿ ． ｌ ４ ５，３． ４ ． ５ ０，３． ０４ ． ｎ ｈ ０ ａ ｄ ｔｅ ｏ ｔ ｌｍａ ｓｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ ｉ ０，１ ｐ ｉ ｓ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｓ １ ｍａ ｏ ２，８，１ ／ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ．Ｔ ｅ ＵＯ２ ｂｏ ｏ ｔｏ ｒ ｃ ｓ ｙ ｔ ｅ ｅ ｂｏ ｏ ｂ ｎ ｓ ０ ｇ Ｌ ｅ ｐ ｃｉｅ ｙ ｈ ｉｓ ｒ ｉｎ ｐ ｅ ｓｂ ｈ ｓ ｉｓ ｒ ｅ ｔ ｐ ｏ ｉ ｌ ｔ ｈ ｒ ｕｎ ｌ ｆ ｓ ｗｅｌ ｗｉｈ ｔ ｅ Ｆ ｅ ｄｉ ｈ ａ ｄ ｔ ｅ Ｌ ｎ ｍｕ ｒ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｅ ｕ ｔｏ ． Ｔ ｅｒａ ｓ ｒ ｔ ｅ ｑｕ ｎ ｉｙ ｏ ｒ ｎ ｕ ｉ ｔ ｃ ｎ ｈ ａ ｇ ｉ ｄ ｏ ｉ ｑ ａｉｎｓ ｈ ｉ ｄ ｏ ｉ ａ ｔｔ ｎ ｕ ａ ｉ ｍ ｓＳＣ ｐ ｏ ｐ ｖ ＢＬ，ＳＷ ｎ Ｃ ｒ ｍ ｒ ｏ ｌｓ ｅ ｈ ａａ ｃ ａ ｌ ｏ ｃ ｎ ｒｔｏ ｓ ｔ ａ ． ａ ｄ Ｆ ｆｏ ｍｏ ｅ ｔ ｅ ｓｗｈ ｎ ｔ ｅ ｂ ｎ ｅ ｂ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ ｉ ｈｅ ｓ ｍｅ ｌ Ｋｅ ｒ ｓ：ａ ｃ ａ ｏ ｃｓｃ ｒｖｓａ ｙ ｗｏ ｄ ｓ ｃ ｈ ｒ ｍｙ ｅ ｅ ｅ ｉｉｅ；ｓ ａ ｅ ｅ ｗｅ ｄ；ｂ ｙ ｅ ｖ ｓ ｉｒｙ ｃ ｒｅ ｎ ｎ ａ ａ ｌａ ｅ ；ｆ ｒ ｏ ｔｘ；ｕ ａ ｉ ｍ ；ｂ ｏ ｏ ｂ ｎ ｒｎｕ ｉｓｒ ｅ ｔ
mxene铀吸附最佳ph
mxene铀吸附最佳phMXene是一种新型的二维材料，由层状的过渡金属碳化物或氮化物构成。
近年来，研究人员发现MXene材料具有优异的吸附性能，尤其在铀吸附方面表现出色。
本文将重点探讨MXene铀吸附的最佳pH 条件。
铀是一种具有放射性的重金属元素，存在于自然界中。
由于其放射性的特性，铀对人体和环境具有潜在的危害。
因此，铀的去除和回收成为了环境保护和核能工业中的重要问题。
近年来，吸附材料被广泛应用于铀的去除和回收过程中，而MXene作为一种新兴的吸附材料，引起了研究人员的广泛关注。
pH值是影响吸附过程的重要因素之一。
pH值的变化可以影响吸附剂和吸附物之间的化学反应，从而影响吸附效果。
研究人员通过实验发现，MXene对铀的吸附性能在不同pH值下表现出不同的特性。
当pH值较低时，MXene对铀的吸附性能较差。
这是因为在酸性条件下，MXene表面带正电荷，而铀离子带负电荷，二者之间存在排斥作用，导致吸附效果不佳。
当pH值处于中性范围时，MXene对铀的吸附性能最佳。
在中性条件下，MXene表面带有较少的电荷，这有利于铀离子与MXene表面形成较强的吸附作用。
研究人员通过实验发现，当pH值为7左右时，MXene对铀的吸附能力最强，吸附量最大。
当pH值较高时，MXene对铀的吸附性能再次下降。
在碱性条件下，MXene表面带负电荷，而铀离子带正电荷，同样会导致二者之间的排斥作用，从而降低吸附效果。
总结来说，MXene对铀的吸附性能在中性条件下表现出最佳效果。
这是因为在中性pH值范围内，MXene表面电荷的变化最小，有利于与铀离子形成较强的吸附作用。
因此，在实际应用中，控制吸附系统的pH值在中性范围内，可以最大限度地提高MXene对铀的吸附效果。
除了pH值，还有其他因素也会影响MXene对铀的吸附性能，例如MXene的结构、孔径大小、温度等。
因此，在实际应用中，需要综合考虑这些因素，以确定最佳的吸附条件。
MXene作为一种新型的吸附材料，在铀吸附方面具有潜在的应用价值。
辐射接枝技术的应用：日本海水提铀研究的进展及现状
摘 要 ： 射技 术 已 广 泛 应 用 于 各 种 新 材 料 的 制备 ， 括 使 用 辐 射 接 枝 技 术 将 具 有 特 殊 性 能 的官 能 团 嫁 接 到 辐 包 基 体 材 料 上 ， 于 金 属 元 素 的分 离 。 自 ２ 纪 ８ 代 后 期 以 来 ， 用 ０世 ０年 日本进 行 了 利 用 辐 射 接 枝 技 术 制 备 以偕 胺
ｕ ｉ ｅ ｗａ ｅ ｏｕｌ ｏｌｅ ｔ ｄ ｗｉｈ ｔ ｓ ｔ ｃ ｎｏｌ ｙ ａ ｉｅ ｔ ａ ｓ ａ ｐｒ ｘｉ ｔ ｌ － ｍ ｎ ｓ ａ ｔ ｒ ｃ ｄ ｂｅ ｃ ｌ ｃ ｅ ｔ ｈｉ ｅ ｈ ｏｇ ｔ ａ ｐｒｃ ｈ ｔ ｉ ｐ ｏ ｍａ ｅｙ ２ ３ ｔｍ ｅ ｈｅ ｍａ ｋｅ ｐｏ ｒｃ ｆ ｕ ａ ｉ ｍ ．Ｔｈｅ ｃ ｔｏｆｅ ｔ ａ ｔｏ ｏ ｌ ｕｒｈｅ ｅ ｕｃ ｄ ｂｙ ｉ ｓ ｔ ｒ ｔｓ ｔ ｐ ｉ ｅ ｏ ｒ ｎ ｕ ｏｓ ｘ ｒ ｃ ｉ ｎ ｃ ｕ ｄ ｂｅ ｆ ｔ ｒ ｒ ｄ ｅ ｏｐ ｉ ｚｎｇ ｔ ｅ ｐ ｅ ｒ ｔｏ ｈ ｏ ｂｅ ｔ ｔｍｉｉ ｈ ｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｏｆｔ ｅ ｓ ｒ ｎ ｓ，ｉ ｒ ａ ｉ ｈｅ ｓ ｐ ｉ ｎ ｃ ｐ ｃｔ ｎ ｅｅ ｔｖｉｙ， ｎｃ ｅ ｓｎｇ ｔ ｏｒ ｔｏ ａ ａ ｉｙ ａ ｄ ｓ ｌｃ ｉ ｔ
倍 。如 果 进 一 步 优 化 吸 附 剂 的 制 备 过 程 ， 高 吸 附 剂 的 吸 附 容 量 、 择 性 和 稳 定 性 ， 取 费 用 还 可 降 低 ， 提 选 提 从
而 使 海 水 提 铀 更 具 有 竞 争 力 和 吸 引 力 。作 为 辐 射 技 术 应 用 的 例 子 ， 文 简 要 介 绍 日本 海 水 提 铀 的研 究 进 展 本 及 现 状 ， 对 海 水 提 铀 的研 并 关 键 词 ：辐 射 接 枝 ； ； 水 ； 胺 肟 ； 附 铀 海 偕 吸
微生物吸附铀的机理研究现状
物 对 铀 的 吸 附 作 用 可 用 于 降 低 水 中铀 的 浓 度 达 到 环 境 保 护 的 目的 。探 讨 了微 生 物 对 铀 的 被 动 吸 附 机 理 ， 述 论 了其 表 面 配 合 、 氧化 还 原 、 机 微 沉 淀 及 离 子 交 换 等 过 程 ， 进 行 了 展 望 。 无 并
２ １ 表面 配合 机理 ．
１ 铀 在 水 体 中 的存 在 形 式 与去 除 方 法
由于排 放源 的 不 同 ， 水体 中铀 的浓 度 也 不 尽 相 同 ， 铀存 在形 态基 本类似 。 但 主要是 以 Ｕ（ 和 Ⅵ） Ｕ（ Ⅳ）２种 价 态 与 其 它 金 属 化 合 物 或 氧 化物 共
次污染 ， 且难 以用 于治 理 环 境 中的 面 污染 。生 物 吸附 （ ｉｓｒ ｔ ｎ 是指 通过一 系列 生物 化 学作 用 Ｂｏ ｏ ｐｉ ） ｏ 使 重 金属离 子被微 生物 细胞 吸附 的过程 。这 一概 念于 ｌ ４ ９ ９年 首 先 由 Ｒｕ ｈ ｏ ［ 人 提 出 ， 用 ｃ ｈ ｈ 等 他 活性 污泥法 从废 水 中 回收 了 Ｐ ， 述 了在 清除 ｕ描 污染 的过程 中增 长 的微 生物 “ 巨大 表 面 积 的胶 有 状基质 能吸 收放射 性物 质” 。大量研 究 表 明 。 一些 微生 物 ， 如细 菌 、 真菌 和藻类 等对 包括铀 在 内的金
关 键 词 ：铀 ；生 物 吸 附 ；机 理 中 图分 类 号 ：Ｔ ４ ．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｉ ９ １ ２ 文章 编 号 ：１０ ８ ６ （０ ６０ ０ ２ Ｏ ０ ０— ０ ３ ２ ０ ） ４— １ 一 ４ ９
铀矿 冶生 产 过 程 中产 生 一 定 的废 物 。 中 的 其
２ 生 物 吸 附铀 的机 理
铀(VI)的研究
铀(VI)的研究铀(VI)在液膜中的萃取行为不仅取决于所用的载体种类，同时还受到载体浓度，膜内相溶液浓度，溶剂，表面活性剂用量，膜增强剂用量，油内比，乳水比，溶液pH值等因素的影响。
本实验通过制备以DB-18-C-6为载体，Span-80为表面活性剂，CCl4为膜溶剂，液体石蜡为膜增强剂，Na2CO3溶液为内相的乳状液膜，研究了0.01g/L的铀(VI)在不同载体浓度、膜内相浓度、乳水比、油内比以及不同pH值等因素下的提取率。
结果表明，在最佳条件下，铀(VI)的提取率可达60%以上。
铀是一种天然放射性元素，它在动植物体内能衰变放出射线从而影响动植物的生长发育，若铀进入人体则会感染各种疾病，危害生命健康。
低浓度含铀废水包括后处理工厂排放的废水和含铀的矿山水，此类含铀废水的质量浓度大约在5×10-3g/L，远高出国家排放标准(5×10-5g/L)[1]。
酸性废水中的铀一般以UO22+的形式存在，低酸度条件下开始出现沉淀，此时铀比较容易扩散迁移[2]。
水体除铀主要指的是去除六价铀及其化合物。
处理低浓度含铀废水的方法多种多样，常见的有吸附法、化学沉淀法、蒸发浓缩法、萃取法、离子交换法等[3]。
近几年国内外科技工作者[4，7，15-20]利用液膜分离技术，处理废水做了大量工作，取得不错成果。
文献研究用液膜分离技术提取铀(VI)做了一系列研究。
与传统分离手段相比，乳状液膜具有特别大的传质面积，能得到更高的分离效率。
加之液膜分离技术将萃取与反萃结合，因此具备了简洁、快速、高效、节能和成本低的特点。
我国液膜技术研究起步较晚，但起点高。
尤其是近年来生物化学和生物工程技术的发展，推动了液膜技术的进步，现已由最初的基础理论研究过渡到初步应用阶段，目前已广泛应用到化工、生物、医药、冶金等各个领域方面[6]。
冠醚作为一种高分子萃取剂，具有选择性配合离子的能力，有巨大的发展潜力，目前已有将高分子冠醚作为铀酰萃取剂的研究[8-14]，但是将冠醚用于液膜体系萃取铀酰离子的报道较少。
超铀元素Am在膨润土上的吸附行为研究
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了探 讨 。结 果 表 明 ：膨 润 土 对 Ａ Ｉ ） 有 较 强 的 吸 附 能 力 ，并 与 Ａ Ｉ ） 水相 中 的 存 在 形 态 有 关 ； ｍ（ Ｉ 具 Ｉ ｍ（Ｉ 在 Ｉ
微生物吸附铀的机理研究现状
由图 2 可 见, 随 着 铀 浓 度 的 提 高,
( U O2 ) 2 (O H) 2 2 + 所占比例增大 ,而 U O2 2 + 所占比
例减小 。另外 2 种二价离子浓度总和占总浓度的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10 %～15 %。据文献 [ 10 ]报道 ,水解产生的离子
比自由的水合离子有更好的吸附效果 。与二价水
解离子相比 ,一价离子因其在离子交换中能够取
细胞壁与铀酰离子的交换机理 ,可借助于在 细胞吸附铀酰离子的同时 ,因伴随有其它阳离子 的释放而被证实 。离子交换为微生物对铀的吸附 机理之一 ,其过程较为复杂 。因 UO2 2 + 在不同的 p H 值时水解产物不同 ,各种水解离子在溶液中 所占的比例取决于 p H 值和铀的总浓度 。p H 值
接近 中 性 时 , 4 种 主 要 水 解 配 合 离 子 UO2 2 + 、
194
铀 矿 冶
第 25 卷
(UO2 ) 3 (O H) 5 + 等均以离子形式存在于溶液中 , 各离子的组成比例见图 2 。
1 ———UO2 2 + ; 2 ———( UO2) 2 (O H) 2 2 + ; 3 ———( UO2) 3 (O H) 5 + ; 4 ———UO2O H + 图 2 p H4. 0 时溶液中各种铀水解离子所占比例
吸附法处理含铀废水研究进展综述
吸附法处理含铀废水研究进展综述摘要：本文简要介绍了铀的危害及其在水溶液中的存在形态,综述了吸附法处理低浓度含铀废水的最新研究进展,分析了不同吸附技术的特点,评论了它们的吸附性能和应用前景,并对进一步的研究方向提出了一些看法。
关键词：吸附含铀废水处理（一）前言随着核电的发展,核电在满足人类能源需求的同时,在运行的过程中产生大量的含铀废水,以及铀尾矿废渣,威胁着人类的健康，放射性核素可通过稻米等食物转移至人体内部,极难排出体外,这些铀元素将在人体内形成长期放射性内照射,对人体健康健康造成巨大危害，因此,含铀放射性废水的治理引起了相关学者的广泛关注。
在放射性废水尤其是含铀废水的处理方面，国内外的学者进行了许多试验研究和生产实践，几乎尝试使用了废水处理领域中所有的处理方法和技术，如化学沉淀、离子交换和蒸发浓缩等方法.但是这些传统方法在实际运行过程中存在许多不足之处，其共同缺点就产生的泥浆量较大，工艺流程冗长，后续处理烦琐，还需对二次废物行再处理，并且用于处理低含量放射性废水时，往往操作费用和原材料成本相对较高。
因此，多年来人们一直致力于研究和寻求更高效经济的含铀放射性废水的处理方法。
废水中铀的净化方法主要包括：化学沉淀、蒸发浓缩、离子交换、吸附、膜处理和生物处理等。
吸附法因具有效率高、占地省、易于操作及产生污泥少等优点受到国内外研究者的广泛关注，并取得了显著的研究成果。
（二）铀的来源与危害及其在水溶液中的存在形态（1）含铀废水的来源低浓度的含铀废水的来源很多，主要来源是铀矿采冶过程中产生的废水，还有核电站、实验室、工厂等含铀废液部分的正常排放，各种核武器试验以及核战争，异常事故等。
在铀矿开采过程中废水主要来自两个部分：在矿石开采过程中产生的矿山废水和加工过程中产生的废水。
其中后者又是铀矿加工工业外排废水的主要来源。
铀矿加工废水来源有：1）生产中的工艺废液；2）排放的沉淀母液和吸附尾液；3）工艺过程用水。
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铀吸附研究现状
铀吸附研究是目前研究的热点问题之一，文章就各种物质对铀的吸附试验进行总结，进而提出目前面临的实际问题，在富磷铀水体中的铀吸附研究还罕有报道，值得我们关注。
标签：铀吸附；研究方法；核能源
引言
核能源的开发对环境的影响由来已久，随着当代工业科技的迅猛发展，人们对核能的需求也与日俱增，放射性污染的破坏程度越来越严重。
因此，研究放射性对环境影响及其吸附迁移的规律，对于环境保护和治理具有重要的理论和实际意义。
铀（uranium）位于元素周期表中第七周期第三副族元素，锕系元素之一，天然的放射性元素，原子序数92，原子量238.0289，密度18.95g/cm3。
自然界中铀的质量数包括234、235和238三种同位素，其相对丰度分别为0.006%，0.71%，99.28%，半衰期分别为2.475×105a，7.13×108a和4.507×109a。
关于铀吸附的实验研究已成为当今最具前景的研究课题之一，但是目前的研究还很少，主要集中在矿物，胶体以及微生物等方面，还需要我们不断努力。
文章就前人所做的铀吸附的相关实验进行总结。
1 国外的铀吸附实验的研究
铀资源是当今社会核能发展的不可或缺的资源，铀不仅是重要的核能原料，同时也导致了主要的放射性污染。
铀的迁移及吸附对土壤及地下水的污染方面一直是人们较为关注的话题。
铀的吸附性研究，以研究天然材料对核素的吸附过程，如：美国能源部的“YuccaMountain”工程，利用火山灰、天然岩石、粘土等物质对U、Sr、Cs等14种核素，进行吸附实验，最终计算出多种核素在不同材料中的吸附百分数，并探讨溶液组成、核素浓度、温度及固相粒径对核素吸附性的影响。
EricSimoni等在法国的核物理研究所（IPN）的放射性实验室中放射性元素的吸附进行了研究，结合表面络合模型理论，主要对放射性的元素铀、钍等以及进行吸附试验的吸附材料的水溶液表面化学行为进行试验，进而总结出吸附规律。
Reich等利用EXAF法，在酸性条件下pH=4，U（VI）浓度为10-2-10-5mol/时，进行硅胶对铀吸附规律的研究，发现了硅胶表面形成的铀钛配合物。
Sylwester等利用EXAFS的方法，进行了石英表面的铀吸附研究，得出铀钛配合物的形成规律。
Froidevel等通过研究XPS，在pH值为5.5-8.1的范围内，石英-铀酞溶液体系中，得出主要形成了多核表面低聚物，无定型铀矿物的表面形成表面沉淀以及单体的铀络合物。
Oshita等利用交联的壳聚糖树脂进行铀吸附研究，得到了最佳的吸附条件，即酸碱度对吸附的影响值得关注，进而得出可能的吸附机理。
Yusan等利用β针铁矿进行铀吸附研究，得到铀的吸附平衡，模拟了Langmuir，Freundlich和D-R吸附模型。
生物吸附法作为一种安全有效的方法，已被用来研究去除水体中的射性核素，并在工业废水处理方面取得了良好的效果。
加拿大学者Tsezos和V olesky在二十世纪八十年代研究利用生物材料富集铀，并获得了美国和加拿大的专利。
Guibal和Roulph指出pH值对毛霉（Mucormiehei）吸附铀过程影响很大，当pH 值为酸性时，其对铀单层吸附，当pH值为中性时，则为多层吸附。
Nakajima和Tsuruta通过竞争性吸附试验研究，介绍了部分细菌对放射性核素铀和钍的生物吸附情况。
Th（lV）在各种粘土矿物和氧化物上的吸附解吸对一决定Th（lV）在自然界中的迁移及生物效应很重要。
放射性元素钍（IV）的吸附研究也有很多，Murphy 等人研究了在添加了有机物质的情况下，磁铁矿对Th（IV）的吸附。
Reiller等人研究腐殖质加入的不同次序对磁铁矿对钍吸附的影响。
2 国内的铀吸附实验研究
我国早在上个世纪八十年代末就对放射性元素的吸附和迁移进行了研究。
放射性核素U（Vl）、Th（IV）的研究也有一定的成果。
兰州大学的学者们已经系统的研究了U（VI）在针铁矿、水铝矿、氧化铁等氧化物以及粘土矿物上的吸附，得出了一系列数据，对我国的核废物的处理做出了卓越的贡献。
宋金如等人利用凹凸棒石粘土对铀进行吸附，改变酸碱度温度，吸附速率以及吸附容量，得到了关于铀吸附的最佳条件。
闵茂中等人研究了我国甘肃地区的花岗岩中的填隙粘土对铀的吸附。
郭择德等人对尾矿库中的亚粘土的U、Th的比活度、分配系数、浸出因子等进行分析，进而得出其迁移规律。
以上分析均对我国核素的利用的污染治理提供了有利的数据支撑。
樊耀亭等利用水合氧化铁对痕量铀进行吸附研究，得出二氧化锰对铀（Ⅵ）的平衡吸附量随吸附温度的升高而增加。
这一结论与Freundlich吸附等温式相符。
我国的学者开始研究铀的生物富集，冯易君等用FT菌装柱富集铀其富集率可达99%。
中科院成都生物研究所的谭红等发现UY-1酵母细胞能够快速吸附溶
液中的铀，对铀的最大吸附量可达13.5mg/g。
3 结束语
目前，铀吸附的研究主要考虑静态和动态两种方法，影响因素主要考虑的是酸碱度、离子强度、固液比，时间以及温度等因素。
吸附的主要吸附剂是粘土、微生物、胶体以及少部分针铁矿等矿物。
而随着磷矿开采、磷肥施用造成的区域性富磷、铀水系，总磷浓度上升导致的大环境演化过程，均涉及富磷、铀的水体。
富磷水系中铀的吸附规律与机制，目前尚未见报道。
因此，查明富磷水系中铀的吸附规律对保障磷矿区、磷肥生产区、农业区附近水系的生活与生态用水安全具有实际意义。
参考文献
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作者简介：刘美美（1989-），女，黑龙江五常人，成都理工大学地球科学学院硕士研究生。