[发明专利]一种用于铯离子去除的动态吸附实验装置

说明书

本发明涉及一种用于铯离子去除的动态吸附实验装置，属于动态吸附装置技术领域。所述装置包括泵、进液阀、出液阀、N个Ⅰ型吸附柱、传感器、采集控制系统以及显示屏，N个Ⅰ型吸附柱的进液口端、出液口端对应并联在进液总管路、出液总管路上，每个Ⅰ型吸附柱的进液口端、出液口端对应安装有进液阀、出液阀，且进液阀与出液阀之间安装有传感器，接近进液口端的进液总管路上安装有泵，传感器和显示屏均与采集控制系统连接，采集控制系统与外部的计算机连接，该装置能够用于评价不同吸附材料在不同条件下对Cssupgt;+/supgt;的吸附能力；在泵与Ⅰ型吸附柱之间的进液总管路上安装Ⅱ型吸附柱，能优先除去干扰Cssupgt;+/supgt;吸附的其他杂质。

技术领域

本发明涉及一种用于铯离子去除的动态吸附实验装置，属于动态吸附装置技术领域。

背景技术

工业生产中会排放大量含有有害元素的污水，而对某些特定元素的处理需要耗费大量的资源。动态吸附装置是通过对污水中的杂质进行动态吸附，从而达到对污水中的有害元素进行吸附的目的。目前，现有的吸附装置难以对污水中的杂质进行收集，不便于工作人员对污水进行检测，且不能对污水中的有害元素进行有效的吸附，尤其是对于铯离子的吸附不能达到很好的效果。现有的吸附装置在吸附铯离子时，不能优先去除干扰吸附的其它有机或无机杂质，结构复杂，操作繁琐，对于实验进程不能实时反映和控制，并且装置填装的吸附材料单一，无法同时进行多种吸附材料的考察和对比。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于铯离子去除的动态吸附实验装置，在电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)设备的配合下，该装置能够用于评价不同吸附材料在不同条件(如流速、温度、压力、pH等参数)下对铯离子的吸附能力，而且能够实现对溶液中铯离子的有效吸附，该装置结构简单，容易操作。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种用于铯离子去除的动态吸附实验装置，所述装置包括泵、进液阀、出液阀、N个Ⅰ型吸附柱、传感器、采集控制系统以及显示屏；其中，N为正整数，根据实际需要选择传感器的种类(如可以选择用于测量流量、温度、压力以及pH等参数的传感器)；

N个Ⅰ型吸附柱的进液口端并联在进液总管路上，N个Ⅰ型吸附柱的出液口端并联在出液总管路上，每个Ⅰ型吸附柱的进液口端安装有进液阀，每个Ⅰ型吸附柱的出液口端安装有出液阀，每个Ⅰ型吸附柱的进液阀与出液阀之间安装有传感器，接近进液口端的进液总管路上安装有泵，传感器和显示屏均与采集控制系统连接，采集控制系统与外部的计算机连接。

Ⅰ型吸附柱填充对于铯离子有吸附作用的吸附材料，如阳离子交换树脂、氧化铝、石墨烯系吸附剂、腐殖酸系树脂、沸石以及使用褐煤、长焰煤、无烟煤等制取的煤质吸附剂等。

进一步地，石墨烯系吸附剂优选由氧化石墨烯(GO)、壳聚糖(CS)和亚铁氰化钾(KCuHCF)组成的GO/CS/KCuHCF复合气凝胶，具体是采用如下方法制备得到的：将GO分散液和脱乙酰度不小于80％的CS分散液混合并进行振荡成胶状，随后静置并除去未交联的反应物，待胶状产物近干(即干燥至表面无明显湿渍)，先采用Cu(NO₃)₂溶液进行淋洗，使Cu²⁺将与复合凝胶含氧及含氮功能基团作用，至流出物为蓝色止，然后用水洗至无色，再采用亚铁氰化钾溶液淋洗，使亚铁氰化钾将与Cu²⁺反应在凝胶上负载KCuHCF，至流出物为浅黄色止，最后用水洗至流出物为无色，得到一次负载的GO/CS/KCuHCF复合气凝胶；