利用資源化鐵氧化物吸附鍶:共離子競爭效應與動力學探討

Translated title of the thesis: Application of recovered iron oxide for adsorptive removal of Sr: Kinetic study and effect of coexisting ion
  • 陳 怡如

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

在311東日本大地震發生後,大量的含鍶90廢水流入海中,隨著洋流漂流到世界各地,鍶90的半衰期約29年,放射性鍶容易進入人體骨髓,引發白血病和骨癌,對人類健康造成影響。 本研究使用實廠流體化床Fenton反應槽所產出的固體副產物,稱為BT鐵氧化物系列,已證實為大比表面積(150-250 m2g-1)之針鐵礦(Goethite ?-FeOOH 0 25-1 5mm),經氫氧化鈉溶液鹼洗後,透過吸附技術來處理水中的鍶。利用X光繞射分析儀、掃描式電子顯微鏡、比表面積分析儀,進行吸附材表面分析,解析吸附材表面性質對吸附除鍶結果的影響,並利用感應耦合電漿原子發射光譜分析儀分析溶液中各金屬離子濃度。 吸附鍶實驗結果顯示,ΔG在15、30、50℃吸附實驗下皆為負值,此代表BT9在這三個溫度下,吸附鍶皆為自發性的反應;而ΔH為正值反映了此系統為吸熱反應。在30℃時BT9的最大吸附量為28 01 mg/g。 BT9對於帶1價的K離子幾乎不吸附,只吸附帶2價電的鹼土族離子。且經過24小時的吸附實驗後, BT9對各離子的去除率由高到低的順序為:Mg > Sr > Ba > Ca,此順序與水合離子數(N the number of waters of hydration)和水合半徑(RH the order of the hydrated radius)的比值一致。無論是含Ca、Sr共同離子吸附或是含Mg、Sr共同離子吸附及Ba、Sr共同離子吸附,皆符合二階動力式或擬二階動力式。當IMR=1時,Ca和Ba對於移除Sr沒有太大影響,當IMR=100時,所有的鹼土族離子大大降低了Sr的去除率,表示當溶液中共離子濃度增加時,離子間的競爭效應會明顯顯現,而海水中Ca和Mg濃度很高,因此BT9在Ca、Mg濃度很高的條件下將大幅降低對Sr的移除效率。
Date of Award2014 Feb 5
Original languageChinese
SupervisorChen-Feng You (Supervisor)

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利用資源化鐵氧化物吸附鍶:共離子競爭效應與動力學探討
怡如, 陳. (Author). 2014 Feb 5

Student thesis: Master's Thesis