VB12 負(fù)載納米零價(jià)鎳固定地下水中U(Ⅵ)/Se(Ⅳ)的效能研究＊

吳興農(nóng) 李小燕** 溫 馨 王 瀾 付曉輝 劉小亮黃 希 張益碩 劉 波

（1.東華理工大學(xué)核輻射探測(cè)及應(yīng)用工程研究中心，南昌，330013；2.江西省輻射環(huán)境監(jiān)督站，南昌，330013）

核能作為當(dāng)今新興清潔能源，在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中發(fā)揮著不可或缺的作用[1].但核能的利用會(huì)大量累積高放射性核廢物，目前處置高放廢物的可行方案是深地質(zhì)處置，建立高放廢物處置庫(kù)，減緩放射性核素的浸出和遷移[2-4]，然而高放廢物處置庫(kù)中含有多種放射性核素，如鈾、硒、镎、钚及锝等，包裝容器在地下水多種作用耦合下易被腐蝕，使得上述放射性核素隨地下水流動(dòng)發(fā)生遷移，這些具有放射性和毒性雙重污染的核素會(huì)嚴(yán)重影響和污染地下水[5-11].因此，抑制或減緩放射性核素的浸出和遷移對(duì)長(zhǎng)期安全使用核能具有重要研究意義[12].高放廢物中的U（Ⅵ）主要以鈾酰離子（UO22+）和含鈾絡(luò)合物（UO22+與OH-和CO32-形成的溶解度較高的絡(luò)合物，如UO2（CO3）22-、UO2OH+等）的形式存在，而長(zhǎng)壽命的Se（Ⅳ）通常以SeO32-和H2SeO3（aq）為主要形式存在，以上形式的U（Ⅵ）和Se（Ⅳ）隨地下水發(fā)生遷移后，會(huì)擴(kuò)大污染范圍，因此將U（Ⅵ）和Se（Ⅳ）還原成溶解度極低的UO2和Se（0）、Se（-Ⅰ）及Se（-Ⅱ）[13-15]，能有效阻止U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）在地下水中的遷移，保障地下水安全[16].針對(duì)高放廢物處置庫(kù)周圍地下水開(kāi)展固定和凈化U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）污染的研究，成為亟需解決的環(huán)境問(wèn)題[17].近年來(lái)常用的固化/穩(wěn)定化技術(shù)包括水泥基固化/穩(wěn)定化技術(shù)，地質(zhì)聚合物基固化/穩(wěn)定化技術(shù)，化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)以及微生物誘導(dǎo)礦化穩(wěn)定化技術(shù)等[18].已有報(bào)道表明[14-15]，無(wú)機(jī)、有機(jī)、復(fù)合/納米、框架類材料可用于去除U（Ⅵ）/Se（Ⅳ），其中，納米零價(jià)金屬材料（鐵、鎳、銅、鋁等）具有無(wú)毒無(wú)害、還原性好、節(jié)能高效、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，且對(duì)廢水中的重金屬有較好的去除效果而備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[19-20].但傳統(tǒng)的納米金屬具有易團(tuán)聚、沉降、溶解及失活等局限性，且受限于自身理化性質(zhì)和環(huán)境因素[21]，嚴(yán)重影響其對(duì)污染物的處理效果，而對(duì)其改性處理可克服其自身缺陷并增加其對(duì)污染物的去除能力.負(fù)載型納米零價(jià)金屬可以提高納米金屬自身的活性和回收率，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的二次污染[19-20].本課題組采用液相還原法制備的納米零價(jià)鎳（nZVNi），對(duì)U（Ⅵ）的去除率高達(dá)98.44%[22].維生素B12（VB12）對(duì)nZVNi 還原重金屬具有催化協(xié)同作用，VB12的加入增強(qiáng)了nZVNi 的電子傳遞能力，提高了nZVNi 對(duì)U（Ⅵ）的去除能力，VB12負(fù)載nZVNi（VB12@nZVNi）對(duì)U（Ⅵ）的去除率提高到98.54%[23].

本研究用液相還原法制備了VB12@nZVNi，并開(kāi)展VB12@nZVNi 固定地下水中U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的動(dòng)態(tài)柱試驗(yàn)研究，該研究對(duì)高放廢物處置庫(kù)周圍地下水修復(fù)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值.

1 材料與方法（Materials and methods）

1.1 試劑與儀器

主要試劑：硝酸、鹽酸、亞硒酸鈉、硝酸鈾酰、硼氫化鉀、氯化鎳、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀、硝酸鈉、氟化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、維生素B12，以上試劑均為市售分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司及山西亨瑞達(dá)制藥有限公司.

主要儀器：全溫振蕩箱（THZ-C-1），太倉(cāng)市試驗(yàn)設(shè)備廠；原子吸收分光光度計(jì)（WFX-200），北京瑞利分析儀公司；數(shù)顯恒溫磁力攪拌器（85-2），杭州儀表電機(jī)有限公司；精密pH 計(jì)（PHS-3C），智光儀器儀表公司；冷凍真空干燥箱（FD-1D-50），上海精若科學(xué)儀器公司；蠕動(dòng)泵（BT1002J）保定蘭格恒流泵有限公司；掃描電子顯微鏡（NNS-450），捷克FEI 公司.

1.2 VB12@nZVNi 材料的制備

VB12負(fù)載納米零價(jià)鎳（VB12@nZVNi）的制備參考文獻(xiàn)[23].

1.3 U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）溶液的配制

取等體積濃度均為100 mg·L-1的U（Ⅵ）溶液和Se（Ⅳ）溶液混勻后定容并校準(zhǔn)，使得U（Ⅵ）和Se（Ⅳ）的濃度均達(dá)到10 mg·L-1，即得到試驗(yàn)所需的U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）溶液.

1.4 靜態(tài)吸附試驗(yàn)

采用靜態(tài)試驗(yàn)探究了VB12@nZVNi 對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的去除效果，向3 個(gè)錐形瓶中分別加入25 mL 10 mg·L-1的U（Ⅵ）溶液、Se（Ⅳ）溶液和U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）溶液，然后依次分別加入固液比（M/V，材料投加量與溶液體積的比）為0.2 g·L-1、0.3 g·L-1和0.3 g·L-1的VB12@nZVNi 復(fù)合材料，用氫氧化鈉和稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH 值到試驗(yàn)所需值，在合適溫度下振蕩一定時(shí)間后，4000 r·min-1的速率離心2 min，用分光光度法測(cè)定上清液中U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的濃度，并根據(jù)公式（1）和（2）計(jì)算U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的去除率，探討pH、反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)去除效果的影響.

1.5 動(dòng)態(tài)柱試驗(yàn)

試驗(yàn)裝置如圖1 所示，將5 g VB12@nZVNi 復(fù)合材料與100 g 粒徑為0.25—0.50 mm 的河砂混合均勻后填充至試驗(yàn)柱，試驗(yàn)用水選用去離子水配制模擬含U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）污染地下水，調(diào)節(jié)pH 至3.5，離子含量見(jiàn)表1.用蠕動(dòng)泵調(diào)節(jié)流速為5.0 mL·min-1進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)，每間隔1 h 取5 mL 溶液測(cè)U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）及Ni2+的濃度，當(dāng)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的出口濃度趨近初始濃度且保持穩(wěn)定后，在226 h 開(kāi)始注入去離子水進(jìn)行水洗，當(dāng)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的出口濃度趨近零且保持穩(wěn)定后，采用pH=2.0 的鹽酸溶液對(duì)試驗(yàn)柱解析，探討VB12@nZVNi 固定模擬地下水中U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的效果.

表1 污染地下水的組成Table 1 The composition of contaminated groundwater

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Diagram of test device

1.6 材料表征

樣品表面形貌采用捷克FEI 公司NNS-450 型掃描電子顯微鏡（SEM-EDS）進(jìn)行表征分析.

1.7 試驗(yàn)數(shù)據(jù)理論分析

1.7.1 吸附試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算

利用分光光度法測(cè)得溶液中U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的吸光度，按照下列公式計(jì)算U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的濃度、去除率、飽和吸附容量和浸出量.通過(guò)原子吸收火焰法測(cè)得溶液中Ni2+的吸光度并計(jì)算其濃度和浸出量，探究VB12@nZVNi 固定U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的性能.計(jì)算公式如下：

式中：At—吸光度，Abs；Ct—濃度，mg·L-1；a，b—標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程參數(shù)；C0—初始濃度，mg·L-1；R—去除率，%；Q—流速，mL·min-1；q0—飽和吸附容量，mg·g-1;m—VB12@nZVNi 材料用量，g；M—浸出量，mg.

1.7.2 Yoon-Nelson 模型

Yoon-Nelson 模型可以忽略材料用量、模擬地下水流速等情況，用來(lái)探究動(dòng)態(tài)試驗(yàn)柱的吸附速率常數(shù)和半穿透率[24].計(jì)算公式如下：

式中：KYN—Yoon-Nelson 速率常數(shù)，min-1；τ—半穿透率，min.

1.7.3 Thomas 模型

Thomas 模型通常用于描述動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)的吸附曲線，并計(jì)算動(dòng)態(tài)試驗(yàn)柱的飽和吸附容量以及吸附速率常數(shù)[24-25].計(jì)算公式如下：

式中：KTh—Thomas 速率常數(shù)，mL?min-1?mg-1.

2 結(jié)果與討論（Results and discussion）

2.1 樣品表征結(jié)果分析

對(duì)納米零價(jià)鎳負(fù)載VB12前后，以及VB12@nZVNi 材料吸附U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）后的樣品表面形貌變化和元素組成進(jìn)行表征分析，結(jié)果如圖2 所示.

圖2 不同樣品的SEM 和EDS 圖（a）和（b）nZVNi、（c）和（d）VB12@nZVNi、（e）和（f）VB12@nZVNi 吸附U（Ⅵ）后、（g）和（h）VB12@nZVNi 吸附Se（Ⅳ）后、（i）和（j）VB12@nZVNi 吸附U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）后Fig.2 SEM and EDS of different samples（a）and（b）nZVNi,（c）and（d）VB12@nZVNi,（e）and（f）VB12@nZVNi afteradsorption U（Ⅵ）,（g）and（h）VB12@nZVNi）after adsorption Se（Ⅳ）、（i）and（j）VB12@nZVNi）after adsorption U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）

圖2（a）和（b）是納米零價(jià)鎳的SEM 和EDS 圖譜.從圖2 可以看出，新制備的納米零價(jià)鎳顆粒呈鏈球狀，發(fā)生了一定的團(tuán)聚.圖2（c）和（d）是維生素B12負(fù)載后的納米零價(jià)鎳的SEM 和EDS 圖譜，從圖可以看出，維生素B12加入后納米零價(jià)鎳的團(tuán)聚現(xiàn)象有所改善，但并不十分明顯.圖2（e）和（f）是VB12@nZVNi 吸附U（Ⅵ）后的SEM 和EDS 圖譜，圖2（g）和（h）是VB12@nZVNi 吸附Se（Ⅳ）后的SEM 和EDS 圖譜，圖2（i）和（j）是VB12@nZVNi 吸附U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）后的SEM 和EDS 圖譜，從圖可以看出，材料吸附U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）后，球狀顆?；鞠?，表面分別呈不規(guī)則團(tuán)狀和疏松孔狀，EDS 圖譜中分別出現(xiàn)了U 和Se 元素.說(shuō)明U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）被吸附在材料的表面，VB12@nZVNi 復(fù)合材料可以應(yīng)用于固定地下水中的U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）.

2.2 靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 pH 對(duì)去除效果的影響

pH 對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）去除效果的影響結(jié)果如圖3 所示.從圖3（a）可以看出，當(dāng)溶液pH=2.5 時(shí)，U（Ⅵ）的去除率僅為66.99%，當(dāng)pH≥3 后，去除率急速上升到95.00%以上，并在pH=6.0 時(shí)達(dá)到最大值99.00%，表明pH 升高有利于材料去除U（Ⅵ）.原因可能是在酸性條件下材料被腐蝕，同時(shí)酸性溶液中H+與UO2+產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)，材料與UO2+發(fā)生反應(yīng)的活性位點(diǎn)減少，導(dǎo)致U（Ⅵ）的去除效果較差[14,23].圖3（b）顯示，在pH≤3 時(shí)，Se（Ⅳ）的去除率較低，隨著pH 升高，材料的去除效果顯著提高.原因是在強(qiáng)酸下，溶液中Se（Ⅳ）主要以H2SeO3（aq）的形式存在，其表面電荷較少，與材料的靜電作用較小，不易吸附在材料表面而被去除[15,23].pH 升高后，材料將部分H+轉(zhuǎn)化為強(qiáng)還原性的原子態(tài)H，提高對(duì)Se（Ⅳ）的還原能力，所以Se（Ⅳ）的去除效果變好.但pH 的持續(xù)提高會(huì)導(dǎo)致材料表面電負(fù)性增強(qiáng)，材料與溶液中的HSeO3-發(fā)生靜電排斥，去除效果逐漸降低.圖3（c）顯示，U（Ⅵ）和Se（Ⅳ）在同一溶液中材料對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的去除效果受pH 影響與單一溶液[圖3（a）和（b）]較為接近，當(dāng)pH=3.5 時(shí)，VB12@nZVNi 對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的去除率分別為97.13%、100.00%.綜合考慮，后續(xù)的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)選擇pH=3.5 進(jìn)行原位固定U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的研究.

圖3 pH 對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）去除效果的影響（a）單獨(dú)去除U（Ⅵ）、（b）單獨(dú)去除Se（Ⅳ）、（c）U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）混合液去除（C0=10 mg·L-1,t=40 min,T=298 K,M/V（U（Ⅵ））=0.2 g·L-1,M/V（Se（Ⅳ））=0.3 g·L-1,M/V（U（Ⅵ）/Se（Ⅳ））=0.3 g·L-1）Fig.3 Effect of pH on the removal effect of U（Ⅵ）and Se（Ⅳ）（a）Separate removal of U（Ⅵ）,（b）Separate removal of Se（Ⅳ）individually,（c）U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）mixture removal

2.2.2 溫度和時(shí)間對(duì)去除效果的影響

溫度和時(shí)間對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）去除效果的影響結(jié)果如圖4 所示.從圖4 可以看出，材料受溫度影響較小，在293 K 到303 K 之間去除率接近，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)材料的吸附性能有一定影響，但在20 min 就可達(dá)到動(dòng)態(tài)吸附平衡，表明材料對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的去除速度較快.綜合分析，后續(xù)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中，選擇室溫（298 K）下進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn).

圖4 溫度和時(shí)間對(duì)U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）吸附效果的影響（a）單獨(dú)去除U（Ⅵ）、（b）單獨(dú)去除Se（Ⅳ）、（c）U（Ⅵ）/ Se（Ⅳ）混合液去除（pH=3.5,C0=10 mg·L-1,M/V（U（Ⅵ））=0.2 g·L-1,M/V（Se（Ⅳ））=0.3 g·L-1,M/V（U（Ⅵ）/Se（Ⅳ））=0.3 g·L-1）Fig.4 The effect of temperature and time on adsorption effect of U（Ⅵ）and Se（Ⅳ）（a）Separate removal of U（Ⅵ）,（b）Separate removal of Se（Ⅳ）,（c）U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）mixture removal

2.3 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果分析

為了探究材料固定地下水中U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的效果，開(kāi)展動(dòng)態(tài)柱試驗(yàn)，試驗(yàn)柱流出液中U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）及Ni2+的濃度隨時(shí)間的變化如圖5 所示.動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2 所示.從圖5（a）可以看出，材料在前期對(duì)U（Ⅵ）的去除效果較好，能較長(zhǎng)時(shí)間保持約100%的去除率.柱體流出液U（Ⅵ）的濃度在204 h 后與模擬地下水物質(zhì)濃度接近并保持相對(duì)穩(wěn)定，即U（Ⅵ）的穿透時(shí)間大概在204 h.從圖5（b）可以看出，材料在前期對(duì)Se（Ⅳ）的去除效果明顯，也能較長(zhǎng)時(shí)間保持約100% 的去除率.柱體流出液Se（Ⅳ）的濃度在210 h 后與模擬地下水物質(zhì)濃度接近并保持相對(duì)穩(wěn)定，即Se（Ⅳ）的穿透時(shí)間大概在210 h.根據(jù)公式（3）計(jì)算得到U（Ⅵ）的飽和吸附容量q0，exp（U）為106.96 mg·g-1，Se（Ⅳ）的q0，exp（Se）=103.92 mg·g-1.在穿透后柱體流出液U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）濃度有小幅度上漲，可能是模擬地下水pH 為3.5 呈酸性，對(duì)固定的U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）有一定的洗脫作用[23].圖5（c）流出液中Ni2+濃度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能保持在大約2 mg·L-1以下，只有少部分鎳元素被酸性污染地下水沖洗遷移，證明材料與污染物反應(yīng)后浸出較少，說(shuō)明材料有較強(qiáng)的浸出穩(wěn)定性.通過(guò)水洗試驗(yàn)證明材料對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）固定效果較好，模擬地下水對(duì)材料固定的U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）洗脫能力較弱，U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）能較好的固定在試驗(yàn)柱中.

表2 動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 2 Dynamic adsorption experimental data

圖5 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)柱出口離子濃度（a）U（Ⅵ）、（b）Se（Ⅳ）和（c）Ni2+Fig.5 Dynamic column outlet ion concentrations（a）U（Ⅵ）,（b）Se（Ⅳ）and（c）Ni2+

2.4 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果理論分析

（1）Yoon-Nelson 模型

利用Yoon-Nelson 模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖6 和表3 所示.從圖6 和表3 可以看出，Yoon-Nelson 模型擬合曲線相關(guān)系數(shù)R2均超過(guò)0.94，模型適用于描述VB12@nZVNi 材料對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程[24].KYN與τ根據(jù)公式（5）計(jì)算得到，半穿透率τ（U）、τ（Se）的理論半穿透率與實(shí)際值接近，說(shuō)明VB12@nZVNi 材料對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）污染地下水長(zhǎng)期有較好的固定效果.同時(shí)KYN（U）>KYN（Se），說(shuō)明Se（Ⅳ）在試驗(yàn)柱的穿透能力更弱，材料吸附Se（Ⅳ）的活性位點(diǎn)更多，延長(zhǎng)了Se（Ⅳ）在試驗(yàn)柱的穿透和吸附飽和時(shí)間.

表3 Yoon-Nelson 模型擬合曲線各參數(shù)Table 3 The Yoon-Nelson model fits the parameters of the curve

圖6 Yoon-Nelson 模型擬合曲線（a）U（Ⅵ）、（b）Se（Ⅳ）Fig.6 Fitting curve of Yoon-Nelson model（a）U（Ⅵ）、（b）Se（Ⅳ）

（2）Thomas 模型

利用Thomas 模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖7 和表4 所示.從圖7 和表4 可以看出，Thomas 模型擬合的相關(guān)系數(shù)R2>0.92，表明模型能用于模擬VB12@nZVNi 對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的動(dòng)態(tài)吸附.根據(jù)公式（6）計(jì)算得到U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）對(duì)應(yīng)的KTh（U）、q0（U）、KTh（Se）和q0（Se），q0（U）和q0（Se）與前文的q0，exp（U）=106.96 mg·g-1、q0，exp（Se）=103.92 mg·g-1相近.KTh（U）＞KTh（Se），且Se（Ⅳ）的浸出量更低，再次驗(yàn)證了材料對(duì)Se（Ⅳ）的固定能力較強(qiáng)，與Yoon-Nelson 模型分析一致[25].通過(guò)前文分析與Thomas 模型擬合證實(shí)VB12@nZVNi 材料對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）污染地下水有較好的固定能力.

表4 Thomas 模型擬合曲線各參數(shù)Table 4 The Thomas model fits the parameters of the curve

圖7 Thomas 模型擬合曲線（a）U（Ⅵ）、（b）Se（Ⅳ）Fig.7 Fitting curve of Thomas model（a）U（Ⅵ）、（b）Se（Ⅳ）

2.5 解析試驗(yàn)結(jié)果分析

為了進(jìn)一步探究VB12@nZVNi 固定地下水中U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的效果，采用解析試驗(yàn)來(lái)探究U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）在VB12@nZVNi 上的穩(wěn)定性，結(jié)果如圖8 所示.從圖8 可以看出，pH=2.0 的鹽酸溶液對(duì)動(dòng)態(tài)柱有較強(qiáng)的洗脫效果，酸性溶液的注入使得吸附材料表面固定的U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）被快速洗脫，隨著溶液快速遷移，U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的浸出量分別為328.22 mg、63.00 mg，表明酸性環(huán)境不利于材料對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的固定.

圖8 模擬酸洗地下水對(duì)動(dòng)態(tài)柱的影響（a）U（Ⅵ）、（b）Se（Ⅳ）和（c）Ni2+Fig.8 Influence of simulated pickling groundwater on dynamic column（a）U（Ⅵ）、（b）Se（Ⅳ）and（c）Ni2+

3 結(jié)論（Conclusion）

本文通過(guò)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)柱，探究VB12@nZVNi 材料對(duì)地下水中U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的固定效果，并用鹽酸溶液進(jìn)行了解析試驗(yàn)，得到以下結(jié)論：

1）靜態(tài)吸附試驗(yàn)表明：材料對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的去除易受pH 的影響，當(dāng)pH=3.5 時(shí)，VB12@nZVNi對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的去除率分別為97.13%、100.00%，反應(yīng)溫度對(duì)材料影響較小，材料在20 min 達(dá)到對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的吸附平衡.

2）動(dòng)態(tài)柱試驗(yàn)表明：VB12@nZVNi 對(duì)地下水中U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的固定效果較好，對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的飽和吸附容量分別為106.96 mg·g-1、103.92 mg·g-1，且材料能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定.

3）Yoon-Nelson、Thomas 模型的擬合結(jié)果表明：Yoon-Nelson、Thomas 模型能用于描述VB12@nZVNi對(duì)U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程.理論參數(shù)與實(shí)際值相近，Se（Ⅳ）在試驗(yàn)柱的穿透能力更弱，材料對(duì)Se（Ⅳ）的固定能力更強(qiáng).VB12@nZVNi 動(dòng)態(tài)柱的q0與試驗(yàn)值q0,exp相近，證實(shí)VB12@nZVNi 對(duì)污染地下水中的U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）具有長(zhǎng)期較好的固定效果.

4）解析試驗(yàn)結(jié)果表明：pH=2.0 的酸性條件下材料固定的U（Ⅵ）/Se（Ⅳ）的浸出量分別為328.22 mg、63.00 mg，U（Ⅵ）更易被洗脫且遷移能力較強(qiáng).