一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U（VI）的方法技术

本发明专利技术涉及光催化剂技术领域，具体公开了一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法，包括以下步骤：步骤1：制备CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂；步骤2：使用CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂处理含铀废水中U(VI)。本发明专利技术采用化学沉淀法和水热合成法制备CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料，工艺可控性强，操作简单，成本低，可大规模生产。可大规模生产。可大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法


[0001]本专利技术属于光催化剂
，具体涉及一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法。

技术介绍

[0002]在铀矿的开采、冶炼以及后续核燃料循环过程中，会产生大量的含铀废水。这些废水经过自然渗透、水体迁移，会不可避免地进入自然水源中，对人类健康和生态环境存在严重的威胁。在含铀废水中，U(VI)通常以UO
22+
形式存在，其溶解性好、不易从水中去除，水体中除铀一般是指去除U(VI)及其化合物。
[0003]光催化还原法是一种利用光能去除污染物的新型水处理技术，其优点在于工艺简单、效率高、易操作、无二次污染。目前，利用光催化法来还原铀酰离子的研究较少，且主要集中在TiO2光催化还原U(VI)。TiO2是一种N型半导体材料，具有良好的光学性质，在紫外光照射下，可使其带隙内发生电子的激发与跃迁，从而使TiO2可作为良好的光敏氧化剂或光敏还原剂。但TiO2是宽带隙半导体材料(禁带宽度为3.2eV)，只能被紫外光激发，这就限制了对太阳能的吸收利用。研究发现，利用窄带隙半导体与TiO2复合可拓宽其光响应范围，从而提高TiO2对太阳光的利用率。CdS的禁带宽度为2.4eV，在可见光区域具有较高的光敏响应，将CdS和TiO2进行复合，不仅能够充分利用TiO2稳定性好和CdS禁带宽度窄的优势，而且可以有效克服单一TiO2可见光响应率低和CdS易发生光化学腐蚀的缺点。但粉体材料在实际应用中存在分离回收困难的问题，使其应用受到限制。r/>[0004]因此，为了高效、绿色地去除六价铀污染，有必要利用CdS对TiO2进行改性，并将其制成漂浮型材料，便于后续的回收利用，目前将CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂应用于光催化还原含铀废水中U(VI)还未见报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法，在可见光照射下，CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂可将含铀废水中的U(VI)还原为U(IV)。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法，所述的漂浮型光催化剂为CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂，包括以下步骤：
[0008]步骤1：制备CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂；
[0009]步骤2：使用CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂处理含铀废水中U(VI)。
[0010]所述步骤1包括以下步骤：
[0011]步骤(1.1)：
[0012]向TiCl3溶液中缓慢加入NaOH溶液，在50～70℃水浴和磁力搅拌条件下反应60～100min，产生白色沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤，洗至溶液pH为6.00～8.00置于烘箱中干燥，移入管式炉中，在氮气保护下进行热处理，得到TiO2材料；
[0013]步骤(1.2)：
[0014]将TiO2材料和固体NaOH加入到蒸馏水中，超声5～30min后，置于40～60℃恒温水浴，向上述溶液中缓慢滴加CdCl2溶液和Na2S溶液，待反应完全后，将其加入到聚四氟乙烯反应釜中，加入HGS，在180～200℃下水热反应3～6h，取出、过滤、烘干，得到CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料。
[0015]所述步骤2包括以下步骤：
[0016]调节含铀废水pH值为5.00～8.00，加入CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料，充分搅拌，暗反应1～3h后，置于500W氙灯下照射2～6h。
[0017]所述步骤2还包括以下步骤：
[0018]取步骤2反应完全后的样品，将样品放在高速离心机上离心5～30min后取上层清液，采用偶氮胂III光度法测定样品中剩余U(
Ⅵ
)的吸光度，并与铀标准溶液的吸光度比较，得到光催化反应后废水中U(
Ⅵ
)浓度，通过计算得出U(
Ⅵ
)的还原率。
[0019]步骤1中，TiO2材料和NaOH的质量比为1：(1～1.5)。
[0020]步骤1中，CdCl2溶液和Na2S溶液的体积比为1：(0.5～1.5)。
[0021]所述CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料中CdS/TiO2负载量为10～20％。
[0022]步骤2中使用0.40～0.60mol/L HCL溶液和0.40～0.60mol/L NaOH溶液调节pH值为5.00～8.00。
[0023]CdS/TiO2/HGS是一种可见光型光催化材料，用于光催化还原含铀废水中U(
Ⅵ
)。
[0024]本专利技术的显著效果在于：
[0025]本专利技术采用化学沉淀法和水热合成法制备CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料，工艺可控性强，操作简单，成本低，可大规模生产。
[0026]本专利技术方法所制备的CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料在处理含铀废水中U(
Ⅵ
)后，易于回收，具有较好的推广应用前景。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料的X射线衍射图；
[0028]图2为本专利技术的CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料的扫描电镜图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0030]一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法，所述的漂浮型光催化剂为CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂，包括以下步骤：
[0031]步骤1：制备CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂；
[0032]步骤2：使用CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂处理含铀废水中U(VI)。
[0033]所述步骤1包括以下步骤：
[0034]步骤(1.1)：
[0035]向TiCl3溶液中缓慢加入NaOH溶液，在50～70℃水浴和磁力搅拌条件下反应60～100min，产生白色沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤，洗至溶液pH为6.00～8.00置于烘箱中干燥，移入管式炉中，在氮气保护下进行热处理，得到TiO2材料；
[0036]步骤(1.2)：
[0037]将TiO2材料和固体NaOH加入到蒸馏水中，超声5～30min后，置于40～60℃恒温水浴，向上述溶液中缓慢滴加CdCl2溶液和Na2S溶液，待反应完全后，将其加入到聚四氟乙烯反应釜中，加入HGS，在180～200℃下水热反应3～6h，取出、过滤、烘干，得到CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料。
[0038]所述步骤2包括以下步骤：
[0039]调节含铀废水pH值为5.00～8.00，加入CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料，充分搅拌，暗反应1～3h后，置于500W氙灯下照射2～6h。
[0040]所述步骤2还包括以下步骤：
[0041]取步骤2反应完全后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法，其特征在于：所述的漂浮型光催化剂为CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂，包括以下步骤：步骤1：制备CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂；步骤2：使用CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化剂处理含铀废水中U(VI)。2.如权利要求1所述的一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：步骤(1.1)：向TiCl3溶液中缓慢加入NaOH溶液，在50～70℃水浴和磁力搅拌条件下反应60～100min，产生白色沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤，洗至溶液pH为6.00～8.00置于烘箱中干燥，移入管式炉中，在氮气保护下进行热处理，得到TiO2材料；步骤(1.2)：将TiO2材料和固体NaOH加入到蒸馏水中，超声5～30min后，置于40～60℃恒温水浴，向上述溶液中缓慢滴加CdCl2溶液和Na2S溶液，待反应完全后，将其加入到聚四氟乙烯反应釜中，加入HGS，在180～200℃下水热反应3～6h，取出、过滤、烘干，得到CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料。3.如权利要求1或2所述的一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(VI)的方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：调节含铀废水pH值为5.00～8.00，加入CdS/TiO2/HGS漂浮型光催化材料，充分搅拌，暗反应1～3h后，置于500W氙灯下照射2～6h。4.如权利要求3所述的一种采用漂浮型光催化材料处理含铀废水中U(...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋艳，陈树森，宿延涛，李默，常华，李子明，王海珍，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：