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膨润土是我国含量丰富的一种粘土矿物,具有独特的晶体结构,对金属离子具有良好的吸附性。膨润土应用于废水处理,具有操作简便、效果好、成本低廉等优势。膨润土也因其良好的物化性质被作为高放废物地质处置的侯选填充材料。本论文研究了重金属离子Pb(Ⅱ)和放射性核素Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附性能及其机理。论文首先介绍了选题的背景、依据以及研究的基本内容和总体方案。详细介绍了与固-液界面吸附相关的一些基本概念和理论。论文用XRD、FTIR和酸碱滴定等仪器对高庙子膨润土进行了结构、官能团和表面吸附位的表征。研究发现蒙脱石是膨润土的主要成分,膨润土表面有羟基、Al-O-Si和Si-O等官能团。膨润土表面主要吸附位形态是≡SO-、≡SOH和≡SOH2+。实验考察了震荡时间、pH值、富啡酸(FA)和胡敏酸(HA)、吸附剂浓度、离子强度、不同电解质离子和温度等因素对高庙子膨润土吸附Pb(Ⅱ)和Th(Ⅳ)的影响,实验结果表明,吸附在几个小时内就能达到吸附平衡,pH值和离子强度是影响吸附的主要因素,表面络合和离子交换是吸附的主要机理,主要表现为低pH值条件下为离子交换,而高pH值条件下为表面络合;在低pH值下,HA对Pb(Ⅱ)和Th(Ⅳ)在膨润土上的吸附起到了促进的作用;吸附等温线用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温式模型来拟合,Langmuir模型拟合Pb(Ⅱ)和Th(Ⅳ)的吸附等温线效果最好。在不同温度下考察了膨润土吸附Pb(Ⅱ)和Th(Ⅳ)的热力学参数(ΔH0、ΔS0和ΔG0),得到的结论是Pb(Ⅱ)和Th(Ⅳ)在膨润土上的吸附是一个自发的吸热过程。对Pb(Ⅱ)和Th(Ⅳ)在膨润土上的吸附机理进行了探讨,结果表明Pb(Ⅱ)和Th(Ⅳ)在膨润土上的吸附机理主要是表面络合,阳离子交换在低pH值的时候也起到了一定的作用。研究结果表明高庙子膨润土可作为溶液中Pb(Ⅱ)和Th(Ⅳ)合适的吸附材料。