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磷钼酸铵(Ammonium molybdophosphate,AMP)是一种对137Cs有高选择性和极高离子交换容量的杂多酸铵盐,且具有良好的耐酸性和热稳定性能。但AMP因其是微晶状的颗粒(约为0.5-6μm),水力学性能极差,基本不能直接用于柱实验。本文针对上述问题,合成了多孔硅胶载体基质并复合AMP,获得到了复合无机离子交换剂(SM-AMP20,20 wt%AMP);研究了SM-AMP20在模拟废液中对Cs+的静、动态吸附性能及其吸附行为;通过“吸附-脱附-吸附”循环过程,分析了SM-AMP20的再生性能;初探其在低水平放射性废液中对137Cs的吸附效果,为SM-AMP20的工程应用提供了实验数据支撑。以聚乙烯醇(PVA)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,在酸性条件下,运用新型“高分子模板法”-“sequential annealing mechanism”合成了多孔硅胶载体基质,采用SEM-EDS、FTIR和BET等方法对载体基质的结构进行了表征。结果表明:PVA/TEOS复合载体基质的杂化过程形成了特定的网络与多孔结构,BET分析表明其比表面积可达到60.53 m2/g。FTIR分析表明,TEOS水解反应生成的硅烷醇羟基与PVA的羟基发生dehydration,或TEOS与PVA直接发生transesterification生成了Si-O-C共价键。用SEM-EDS、XRD、TEM、FTIR和TG-DTA等手段,对“sequential annealing mechanism”-凝胶共沉淀法复合的SM-AMP20进行了分析。结果表明:微晶颗粒的AMP有效负载在了多孔硅胶基质的表面或孔道内部;引入多孔硅胶基质复合AMP,并没有影响AMP的晶体特性和热稳定性。新型“高分子模板法”-“sequential annealing mechanism”-凝胶共沉淀法的设计,实现了多孔复合无机离子交换剂SM-AMP20的快速制备。采用静态吸附实验方法,研究了SM-AMP20在不同反应时间、Cs+初始浓度和溶液酸度等实验条件下对Cs+的吸附性能影响。研究表明:中性p H值的0.1 mol/L Cs+溶液中,SM-AMP20对Cs+的静态饱和吸附时间tsat约为4h,平衡吸附量qe可达37.63 mg/g,其吸附过程符合伪二级动力学模型(R2>0.99)和Langmuir等温吸附模型(R2>0.98)。SM-AMP20的分配系数K d在HNO3溶液浓度0.001-3 mol/L范围内变化较小,表明其耐酸性良好。采用动态吸附实验方法,研究了SM-AMP20在不同Cs+的进口浓度、进口流速Q、固定相高度Z和共存离子存在下的柱吸附性能。研究表明:Q为2.5 m L/min和Z为11 cm,中性p H值的10 mg/L Cs+溶液,穿透时间tbre长达26 h。减小Q或增加Z,其tbre与饱和时间t?sat变长。Q为0.8 m L/min和Z为11 cm,1000 mg/L Cs+溶液中去除率达94.63%。51.20 g/L Na+,16.50 g/L Al3+,17.40 g/L Fe3+和8.20 g/L Ni2+分别与1000 mg/L Cs+共存时,SM-AMP20的Cs+柱吸附量q0分别为8.11,13.87,13.59和12.83 mg/g,表明对于Cs+的提取与分离依然具有高选择性。模拟高放废液(SHLLW)中,SM-AMP20对Cs+的q0为5.99 mg/g,良好地符合Thomas、Yoon-Nelson、Adamas-Bohart和BDST等柱动力学模型(R2>0.99)。研究了SM-AMP20在不同进口浓度的NH4+和Cs+的竞争吸附及其吸附Cs+后的再生利用。结果表明:2-3 mol/L NH4NO3溶液是SM-AMP20的良好脱附剂。重复3次吸附-脱附实验,Cs+的回收率在104.8~111.7%之间,且再生的SM-AMP20在SHLLW中柱吸附量q0在5.99~6.88 mg/g之间,表明仍然能保持其良好的吸附性能。初探了SM-AMP20在低水平放射性废液中静态吸附137Cs的效果。低放射性水平废液中,固液比(g/m L)为1:200时,负载量为20 wt%AMP的SM-AMP20对137Cs的静态吸附量为0.84′103 Bq/g;固液比为1:50时,吸附率增加为55.36%,吸附效果是相对显著的。