【摘要】：硼有兩種穩(wěn)定存在的同位素硼-10和硼-11,兩者的豐度分別為19.8%和80.2%。由于~(10)B的熱中子俘獲截面積遠(yuǎn)大于~(11)B,~(10)B俘獲熱中子的性能可被應(yīng)用到軍事領(lǐng)域和核工業(yè)。~(10)B還可以做成靶向硼制劑應(yīng)用于硼中子捕獲療法治療癌癥。然而,~(10)B在自然界的天然豐度較低,不能直接應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中,高豐度(80%-85%以上)的~(10)B應(yīng)用范圍廣。因此,必須發(fā)展硼同位素分離技術(shù)來(lái)得到富集的~(10)B。相較于化學(xué)交換精餾法分離硼同位素,吸附色譜法具有低能耗、高效率、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),是一種很有應(yīng)用潛力的硼同位素分離的技術(shù)。含有特征官能團(tuán)的硼特效樹(shù)脂作為硼吸附劑表現(xiàn)出很好的硼同位素分離性能。本文研究了填料為鄰苯二酚修飾的硼特效樹(shù)脂(CL-RESIN),通過(guò)色譜法分離硼同位素的過(guò)程:通過(guò)硼同位素的靜態(tài)分離實(shí)驗(yàn)獲得了色譜法分離硼同位素模擬的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在25°C,8.648 g·L~(-1)硼酸溶液的條件下,吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程模型,吸附等溫線數(shù)據(jù)符合Henry吸附等溫線模型,計(jì)算得到硼同位素的分離因子S(~(11)B/~(10)B)=1.13;通過(guò)硼同位素的動(dòng)態(tài)分離實(shí)驗(yàn)測(cè)定了硼酸的穿透曲線,CL-RESIN樹(shù)脂對(duì)~(11)B表現(xiàn)出更強(qiáng)的親和力,而~(10)B在流出液中富集,計(jì)算得到分離因子S(~(11)B/~(10)B)=1.15;提出了硼同位素的分離機(jī)理;通過(guò)再生實(shí)驗(yàn)證實(shí)CL-RESIN樹(shù)脂具有很強(qiáng)的循環(huán)再生能力。用Aspen Chromatograph模塊對(duì)硼同位素分離過(guò)程進(jìn)行模擬,在相同的操作條件下穿透模擬值和穿透過(guò)程的實(shí)驗(yàn)值基本吻合,證實(shí)了模塊構(gòu)建的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上,模擬不同操作條件下硼同位素的分離過(guò)程,利用響應(yīng)面法來(lái)優(yōu)化單柱實(shí)驗(yàn)的操作條件。最優(yōu)的操作條件為流速1.24 mL·min~(-1),柱長(zhǎng)44 cm和進(jìn)料濃度8.648 g·L~(-1),獲得最大的~(10)B年產(chǎn)量為59.60 g。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O652.6;O613.81
【圖文】：

離子體相互作用能伴隨生成激光自生磁場(chǎng)模式。中國(guó)原子能科學(xué)研究院[12]使用中等帶來(lái)的自生磁場(chǎng)來(lái)分離硼同位素，結(jié)果得到10B 的豐度為 50.8%，是自然豐度的位素具有能量消耗低、分離效果好、操作法對(duì)于裝置要求高、且生產(chǎn)效率低的劣法Metal-Organic Frameworks，MOFs）材表面積，常被應(yīng)用到吸附與分離方面[28-30系列的 MOFs 材料，包括 ZIF-8、MI-101(Cr)、MIL-53(Cr)和 MIL-100(Cr)，進(jìn)的分離因子 S 如圖 1-1 所示。

圖 1-2 Amberlite IRA 743 硼特效樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)圖Figure 1-2 The structure of Amberlite IRA 743學(xué)的白鵬等[27]研究 IRA 743 硼特效樹(shù)脂、鄰苯二酚修飾的IN）和二羥基硝基苯修飾的硼特效樹(shù)脂（NCL-RESIN）pH = 4 的實(shí)驗(yàn)條件下，硼酸在 IRA 743 樹(shù)脂上的最大分離反應(yīng)溫度為 25 °C，硼酸濃度為 0.01 mol·L-1的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)條 樹(shù)脂和 NCL-RESIN 樹(shù)脂的分離因子 S 分別為 1.080 和 1大的 S 值，且極易被酸性洗脫劑洗脫，是一種有潛力的溶液濃度測(cè)定方法用的檢測(cè)硼酸溶液濃度的方法是分光光度法、熒光分析法子吸收光譜法、強(qiáng)化劑甘露醇的酸堿滴定法和誘導(dǎo)耦合

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文（ppt 級(jí)），且譜線簡(jiǎn)單易讀，分析過(guò)的檢測(cè)速度快。本文選擇使用電感耦同位素豐度的測(cè)定。結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所示，所有結(jié)構(gòu)均處在真中完成霧化，隨后由冷卻霧化室進(jìn)入等電荷的陽(yáng)離子，再經(jīng)過(guò)截取錐、采樣錐透鏡到雙曲面四級(jí)桿質(zhì)譜分離器，根據(jù)沿著特定軌道進(jìn)入快速同時(shí)雙模式檢測(cè)對(duì)比值。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王友寶;顏勝權(quán);蘇俊;韓治宇;甘林;郭冰;李鑫悅;李云居;李志宏;連鋼;裴常進(jìn);蘇毅;諶陽(yáng)平;曾晟;周勇;崔保群;柳衛(wèi)平;;基于北京放射性離子束裝置的衰變譜學(xué)終端[J];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào);2016年00期

2 李建平;;硼同位素分離工藝與生產(chǎn)技術(shù)[J];同位素;2014年02期

3 王美玲;付道貴;王貫春;劉曉珍;簡(jiǎn)敏;鄒從沛;;同位素分離理論在硼同位素分離中的應(yīng)用[J];化學(xué)工程;2013年12期

4 顧志國(guó);李在均;楊杰;;鋰同位素分離[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年09期

5 范紅梅,王同慶,郭斌,郭應(yīng)祥,張立,趙進(jìn)華;提高在線同位素分離器分離效率的實(shí)驗(yàn)研究[J];高能物理與核物理;2002年01期

6 王松岳，周志潔，陳傳文，孫孝忠，周大凡;汞同位素分離及其應(yīng)用[J];光譜學(xué)與光譜分析;1994年05期

7 ;澳大利亞放射性同位素分離的新突破[J];國(guó)外核新聞;1995年04期

8 肖嘯凈;;論輕、重同位素分離的整體性[J];核科學(xué)與工程;1990年03期

9 趙之正;羅亦孝;談錦封;朱少飛;尚仁成;徐四大;代毅;張書(shū)明;李少甫;李彤;;蘭州在線同位素分離器激光離子源的研制[J];核物理動(dòng)態(tài);1993年02期

10 葛培元;硼同位素分離理論塔板數(shù)和產(chǎn)品濃度計(jì)算[J];精細(xì)化工;1988年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 吳展華;;鋰同位素分離技術(shù)研究進(jìn)展[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第四卷）——中國(guó)核學(xué)會(huì)2015年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第5冊(cè)（核材料分卷、輻射防護(hù)分卷）[C];2015年

2 丁興成;闞登蕾;;冠醚柱色譜法鋅同位素分離研究[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告——中國(guó)核學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷·第4冊(cè)）[C];2009年

3 崔保群;馬鷹俊;黃青華;馬瑞剛;姜沖;陳立華;唐兵;蔣渭生;;在線同位素分離器研究進(jìn)展[A];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào) 2009[C];2010年

4 石雙惠;顧嘉輝;桑和康;田家祺;王振杰;毛羽;陳漢民;蔣立光;魏永欽;宋海軍;李燕;黃文達(dá);施德堂;劉靜怡;;核所在線同位素分離器進(jìn)展[A];第八屆全國(guó)核物理會(huì)議文摘集（下冊(cè)）[C];1991年

5 于景陽(yáng);張衛(wèi)江;;高豐度硼同位素分離生產(chǎn)技術(shù)的研究[A];第三屆（2005年）同位素技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議文集[C];2005年

6 王輝;張衛(wèi)江;張雪梅;韓莉果;于景陽(yáng);;硼同位素分離過(guò)程絡(luò)合劑脫水模擬研究[A];第四屆中國(guó)核學(xué)會(huì)省市區(qū)“三核”論壇論文集[C];2007年

7 孫秉怡;吳繼宗;楊恩波;;一種新的鋰同位素分離體系探討[A];第二屆全國(guó)核化學(xué)與放射化學(xué)青年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2013年

8 曾實(shí);姜東君;應(yīng)振根;;一種完全無(wú)混合非常規(guī)同位素分離級(jí)聯(lián):網(wǎng)格級(jí)聯(lián)[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第二卷）——中國(guó)核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第4冊(cè)（核材料分卷、同位素分離分卷、核化學(xué)與放射化學(xué)分卷）[C];2011年

9 范鳳英;王立軍;瞿定榮;宋增云;;激光光譜法在光化學(xué)法同位素分離中的應(yīng)用[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第四卷）——中國(guó)核學(xué)會(huì)2015年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第4冊(cè)（同位素分離分卷）[C];2015年

10 馬鷹俊;黃青華;唐兵;馬瑞剛;陳立華;崔保群;;在線同位素分離器束流線真空系統(tǒng)的安裝調(diào)試[A];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào) 2013[C];2014年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者 劉萬(wàn)永;一場(chǎng)發(fā)人深省的高科技騙局[N];中國(guó)青年報(bào);2017年

2 本報(bào)記者 李巍 趙曉清;股份換技術(shù) 換來(lái)好項(xiàng)目[N];河北日?qǐng)?bào);2014年

3 辛華;離心機(jī)是制造核武器的“魔棒”[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

4 本報(bào)記者 劉霞;好科學(xué)？壞科學(xué)？[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 周敏;冷鐿原子鐘躍遷譜的精密測(cè)量[D];華東師范大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張楠;色譜法分離硼同位素的研究[D];天津大學(xué);2018年

2 劉叢叢;冠醚接枝聚砜膜色譜設(shè)計(jì)及鋰同位素分離效應(yīng)[D];天津工業(yè)大學(xué);2018年

3 周帆;硼同位素分離過(guò)程的計(jì)算化學(xué)研究[D];天津大學(xué);2017年

4 王蘇;不同側(cè)鏈冠醚-離子液體萃取分離鋰同位素的研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所);2018年

5 楊博然;單氮雜苯并-15-冠-5接枝聚砜膜鋰同位素分離性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2017年

6 唐柯鴻;激光光化學(xué)法同位素分離理論研究[D];清華大學(xué);2010年

7 包麗;離子交換色譜法分離硼同位素的研究[D];天津大學(xué);2016年

8 曾燕;冠醚接枝殼聚糖/聚乙烯醇共混膜材料制備及其鋰同位素分離性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2017年

9 譚國(guó)鋒;硼同位素分離的研究[D];天津大學(xué);2004年

10 劉昊;冠醚接枝聚乙烯醇微孔膜制備及其鋰同位素吸附分離性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2802661