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针铁矿广泛存在于土壤中,对重金属离子有较强的吸附能力和络合作用,影响着重金属在土壤环境中的迁移与固定。利用合成的针铁矿,模拟矿冶含铀水溶液以及其污染场所的pH条件下,研究针铁矿对铀的去除和固定能力,意义明显。为改善针铁矿的吸附性能,本文分别制备了针铁矿和磷酸改性针铁矿,比较两种吸附材料对水溶液中铀的去除效果,分别探讨其对铀的去除机理。主要包含三个部分:一是以FeSO4·7H2O为铁源、尿素为沉淀剂采用油浴回流法制备了三维花状针铁矿(TDFLG),再以NaH2PO4浸渍法制备改性花状针铁矿(MTDFLG)。采用SEM、EDX、BET、XRD等对样品进行了表征。分析了磷酸改性对针铁矿物化性质的影响。二是通过两种材料对铀吸附的单因素实验,分析了溶液pH、固液比、接触时间、铀初始浓度对吸附效果的影响。最后,采用吸附动力学模型和吸附等温线模型拟合实验数据,探讨了两种材料对铀的吸附机理。得到以下主要结论:(1)磷酸改性对原针铁矿的形貌影响很少,其花状形貌依然存在。TDFLG和MTDFLG两种材料结晶度不高,均具有很大的比表面积,分别为229.96 m2/g和203.17 m2/g。(2)单因素实验结果表明,在相同的实验条件下MTDFLG对铀的吸附性能明显优于TDFLG,当pH=4、固液比为0.5 g/L、接触时间2 h、C0=5 mg/L时,MTDFLG对铀的吸附率可达到94%以上。结合XRD分析结果,铀与磷酸改性针铁矿之间形成的三元络合物(≡FePO4UO2)可能是改善针铁矿对铀的吸附性能的主要因素。(3)TDFLG和MTDFLG对铀的吸附过程均遵循准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,说明铀在吸附剂上主要以单分子层的化学吸附为主,二者的最大吸附量分别为48.24 mg/g、112.36 mg/g。