本文采用间歇法来研究沸石、4A沸石、
凹凸棒石在不同浓度、不同pH值、不同温度、不同介质条件下的溶液中对锶铯的静态吸附性能及其机理；用连续法来研究它们对0.005mol/L锶铯的动态吸附性能。通过对矿物材料吸附锶铯前后的X-衍射和红外光谱分析，研究它们的晶体结构变化和红外光谱特征基团的谱带位置变化情况，最后对矿物材料在不同条件下与锶铯的作用机理进行了探讨。通过研究取得以下成果： 1.矿物材料吸附锶铯遵循Freundlich方程规律；并且4A沸石对锶铯的吸附和沸石对铯的吸附亦遵循Langmuir方程。 2.矿物材料对锶铯的吸附平衡时间约为14天。4A沸石对锶铯都具有优良的吸附性能；沸石对铯有良好的吸附性能，对锶的吸附性能也比较好；凹凸棒石对锶铯的吸附性能均比较好。4A沸石对锶铯和沸石对铯的动态吸附量大于其静态吸附量，其它均小于其静态吸附量。沸石对锶铯的阻滞效果最好，其次是凹凸棒石，最后就是4A沸石。矿物材料的动态吸附比都比它们的静态吸附比要小。 3.在含有相同浓度锶铯的同一溶液中，矿物材料对锶铯的竞争吸附性能中，4A沸石的总体吸附性能最好，沸石次之，凹凸棒石最小。从质量角度来说，沸石和4A沸石对铯的吸附优于对锶的吸附，凹凸棒石则与其正好相反。从分子吸附角度来说，沸石对铯的吸附优于对锶的吸附，4A沸石和凹凸棒石对锶的吸附优于对铯的吸附。 4.热力学研究说明了只有4A沸石对锶铯、沸石对铯和凹凸棒石对锶的吸附能自发进行，有利于吸附反应的发生，吸附量也比较大，而沸石对锶和凹凸棒石对铯的吸附不能自发进行，不利于吸附反应的发生，所以它们的吸附量也就小一些。动力学研究说明了矿物材料对锶铯的吸附遵循Lagergren一级动力学方程、Barrer方程等吸附规律。 5.矿物材料的光谱学研究说明了在不同环境条件下吸附锶铯后，矿物材料的晶胞参数变化比较复杂，晶胞体积有的变大，有的变小。锶铯使沸石和4A沸石的红外光谱特征基团谱带发生红移，使凹凸棒石的红外光谱特征基团谱带发生蓝移。 6.矿物材料对锶铯的吸附机理主要有物理吸附和化学吸附两种，在低浓度的核素溶液中对锶铯的吸附以化学吸附为主，当溶液中核素的浓度升高时，其物理吸附的贡献率也随之增大。吸附能力与矿物材料的有效比表面积、结构、孔径的大小、离子类型、离子半径、离子所带电荷数、溶液中的离子强度等有关。
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doi：
10.7666/d.y874061
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关键词：
矿物材料 锶铯 吸附性能 吸附机理
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作者：
王金明
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学位授予单位：
西南科技大学
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授予学位：
硕士
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学科专业：
应用化学
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导师姓名：
易发成
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学位年度：
2006
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语种：
中文
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分类号：
O647.3 V254.3
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在线出版日期：
2006年10月18日