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耐铀颗粒污泥微生物群落结构解析

曾涛涛 , 鲁慧珍 , 刘迎九 , 刘金香 , 荣丽杉 , 马华龙 , 谢水波

中国有色金属学报

以厌氧颗粒污泥为对象,测试其对不同浓度U(Ⅵ)(2.4~12 mg/L)的去除效果,通过环境扫描电子显微镜(ESEM)和高通量测序技术等方法解析铀胁迫下微生物群落结构特性.结果表明:在初始U(Ⅵ)浓度为9.6mg/L、pH为6、投加湿污泥2g(污泥的可挥发性悬浮在体浓度为0.1g)条件下,U(Ⅵ)的去除率最高,达到95.1%;颗粒污泥中微生物以直径约lμm的球形细菌为主,能谱分析(EDS)也证明细胞表面铀的存在.高通量测序得到15939条有效序列,可划分操作分类单元939个.样品文库覆盖率为0.967,Shannon指数、ACE指数和Chaol指数分别为4.099、3140.55与2122.53,表明样品具有较高的微生物多样性与丰富度.菌属分类显示:颗粒污泥中包含许多典型的铀还原固定菌属,如Acinetobacter、Clostridium 、Pseudomonas、Sulfurovum、Sulfurospirillum及Trichococcus,这是颗粒污泥具有高效除铀效果与耐铀性能的原因.

关键词: 耐铀性能 , 颗粒污泥 , 微生物群落 , 高通量测序

羟基铁插层膨润土的制备及其对铀(Ⅵ)的吸附特性与机制

陈婧 , 谢水波 , 曾涛涛 , 凌辉 , 王亮

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160229.004

通过羟基铁对钠基膨润土插层改性制备了羟基铁插层膨润土(OH-Fe-Bent),用于去除废水中的U(Ⅵ).实验考察了pH值、U(Ⅵ)初始浓度、温度和吸附时间对OH-Fe-Bent吸附U(Ⅵ)效果的影响,并进行吸附动力学和热力学分析.采用FTIR、SEM、XRD等手段分析相关吸附机制.实验结果表明:OH-Fe-Bent吸附U(Ⅵ)的最佳pH为4,在温度为15℃,投加量为0.8 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L时,OH-Fe-Bent对U(Ⅵ)的去除率达到99.55%,吸附平衡时间为90 min.Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型(相关系数的平方约为1)均可较好地拟合其吸附过程,理论饱和吸附量可达97.09 mg/g,OH-Fe-Bent对U(Ⅵ)是单分子层吸附.FTIR、SEM分析表明OH-Fe-Bent吸附U(Ⅵ)后自身结构没有改变,XRD分析表明羟基铁已经成功插入膨润土层间.

关键词: 羟基铁 , 插层 , 膨润土 , 吸附 ,

亚铁铝类水滑石吸附铀的性能与吸附机制

刘星群 , 谢水波 , 曾凡勇 , 钟宇 , 曾涛涛 , 刘迎九

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160308.001

运用超声共沉淀制备了亚铁铝类水滑石(Fe(Ⅱ)-Al LDH),用于处理含 U(Ⅵ)废水。实验考察了初始pH、吸附剂投加量、温度、吸附时间以及U(Ⅵ)初始浓度对Fe(Ⅱ)-Al LDH 吸附U(Ⅵ)的影响。采用SEM、FTIR、XRD与 XPS等手段分析了相关机制。试验表明,Fe(Ⅱ)-Al LDH 吸附 U(Ⅵ)的最佳 pH 为6,当温度为25℃,投加量为1.0 g/L,U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L时,对 U(Ⅵ)的去除率达到99.98%,反应在120 min达到平衡,饱和吸附量为117.13 mg/g。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型(R2≈1)较好地拟合了吸附过程, Fe(Ⅱ)-Al LDH 对 U(Ⅵ)的吸附是自发的吸热反应。SEM、FTIR、XPS 分析结果表明,吸附前后的 Fe(Ⅱ)-Al LDH 结构没有发生改变,Fe(Ⅱ)-Al LDH 对 U(Ⅵ)的吸附是化学吸附为主,氧化还原作用为辅。

关键词: 亚铁铝类水滑石 , U(Ⅵ) , 机制 , 吸附 , 化学吸附

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料对铀(Ⅵ)的吸附性能

王亮 , 谢水波 , 杨金辉 , 曾涛涛 , 刘金香

中国有色金属学报

以氧化石墨烯(GO)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂,利用TEOS水解成SiO2合成了氧化石墨烯/二氧化硅复合材料(GOS).通过静态实验,探讨pH、GOS投加量、吸附时间和U(Ⅵ)初始浓度对GOS吸附U(Ⅵ)的影响,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对GOS进行表征,并探讨其吸附U(Ⅵ)的机理.结果表明:当溶液pH为6,投加量为0.2 g/L,吸附时间为120 min时,GOS吸附U(Ⅵ)效果最佳;吸附过程较好地拟合准二级动力学模型(R2≈1)和Freundlich等温模型(R2≈1);SiO2成功与GO复合,GOS对U(Ⅵ)具有很好的吸附性能,其吸附U(Ⅵ)前后自身结构并未发生变化,其对U(Ⅵ)的吸附机理以-COOH、-OH的离子交换作用为主,Si-OH的络合反应并存.

关键词: 氧化石墨烯 , 二氧化硅 , 复合材料 , 铀(Ⅵ) , 吸附

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