靳科研, 白璞, 李小龙, 张佳楠, 闫文付

高等学校化学学报 2022, 43 (2): 20210516-. DOI:10.7503/cjcu20210516

摘要（556）

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通过特定的焙烧过程制备了不含碳酸根的Mg-Al型层状双金属氧化物. 该层状双金属氧化物在废水中可水解为层状双金属氢氧化物, 从而能够通过四级串联吸附处理的方式将模拟核电厂含硼废水中的硼浓度由初始的2000 mg/L显著降低至10 mg/L, 满足内陆拟建核电厂需要将含硼废水硼浓度处理至30 mg/L以下的技术要求. 在pH=10.61, 固液比为1/40 g/mL, 吸附温度为20 ℃条件下, 吸附剂的硼吸附量可高达39.64 mg/g. 此外, 还在分子层次上讨论了中间氧化物的形成机理以及其水解生成层状双金属氢氧化物的机理, 探讨了核电厂高浓度含硼废水的pH值、初始硼浓度、吸附剂用量和搅拌时间等条件对吸附剂硼吸附性能的影响.

Fig.7 Influence of agitation time on the removal of boron of calcined Mg?Al LDH(A) and un?calcined Mg?Al LDH(B)
Initial boron concentration: 2000 mg/L, pH=7.43, adsorbent dose: 1/40 g/mL for calcined Mg?Al LDH, 1/100 g/mL for un?calcined Mg?Al LDH, temperature: 20 ℃.

在pH=7.43、初始硼浓度为2000 mg/L、 20 ℃、固液比为1/40 g/mL条件下，测定了吸附剂的吸附量，结果如图7（A）所示. 可以看出，吸附剂的吸附量随着搅拌时间的延长而增加，当搅拌时间达到24 h后，吸附量不再变化，达到吸附平衡，因此在实际应用中可将处理时间限定为24 h.

图7（B）是在pH=7.43、初始硼浓度为2000 mg/L、固液比为1/100 g/mL、 20 ℃条件下未焙烧水滑石的对比实验结果. 在达到吸附平衡时，其吸附容量仅为12.5 mg/g，远低于相同吸附条件下焙烧后的水滑石，表明焙烧导致的碳酸根脱除显著提高了吸附剂对硼酸根的吸附容量.