發(fā)布時(shí)間：2020-07-27 14:22

【摘要】：99Tc是核電站運(yùn)行過程中產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物之一，是一種具有較高的裂變產(chǎn)額的長壽命放射性核素，容易在環(huán)境中遷移，對(duì)環(huán)境有長期的危害，因此锝的分離對(duì)于乏燃料后處理具有重要的意義。 本文以錸模擬锝，通過靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)考察了一種以SiO2-P為基體的新型樹脂AR-01對(duì)錸的吸附性能，針對(duì)錸吸附后難以解吸的問題，提出了還原解吸的方法。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吸附為放熱反應(yīng)，酸度提高降低吸附效率，樹脂的靜態(tài)飽和吸附容量為111.1mg/g，同時(shí)，解吸劑中加入還原劑SnCl2提高了解吸效率，降低了解吸液的酸度。動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AR-01樹脂對(duì)錸的提取和回收有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景，為AR-01樹脂應(yīng)用于高放廢液中锝的分離提供了一定的參考。 以上研究結(jié)果也從一方面證實(shí)了SiO2-P這種新型材料作為離子交換樹脂基體的優(yōu)越性，具有離子交換速度快和液流壓降小等優(yōu)點(diǎn)，適合于高流速的工業(yè)規(guī)模。 本文初步考察了在新型硅基材料SiO2-P上輻照接枝合成可應(yīng)用于高放廢液處理的新型陰離子交換樹脂的可行性。設(shè)計(jì)了兩種合成路線，確定了輻照接枝反應(yīng)的最優(yōu)化條件，并運(yùn)用紅外吸收光譜的方法對(duì)接枝產(chǎn)物進(jìn)行了表征和分析，為以后進(jìn)一步改進(jìn)輻照接枝實(shí)驗(yàn)條件提供了有用的參考信息。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TL24
【圖文】：

圖 2-1AR-01 樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)和 SEM 照片F(xiàn)ig.2-1 Chemical structure and SEM photo of AR-01 resinAR-01 樹脂是一種以韋悅周等合成的新型硅基材料 SiO2-P 為基體的陰離子交換樹脂，具有粒徑小、孔隙率高的特點(diǎn)，因此吸附速度比普通陰離子交換樹脂快，液流壓降小，適合于高流速的工業(yè)規(guī)模應(yīng)用。其化學(xué)結(jié)構(gòu)和掃描電鏡圖如圖2-1 所示，AR-01 樹脂含有弱堿性基團(tuán)和強(qiáng)堿性基團(tuán)，是一種具有雙官能團(tuán)的新型樹脂。Nogami 等人研究了在鹽酸和硝酸體系下的離子交換樹脂在輻照條件下的穩(wěn)定性，研究結(jié)果表明含烷基化胺基的陰離子交換樹脂在輻照和高酸環(huán)境中會(huì)發(fā)生分解，導(dǎo)致交換性能降低[29]。相比之下，含芳香化胺基的陰離子交換樹脂在輻照和高酸環(huán)境下具有更高的穩(wěn)定性，因此 AR-01 樹脂在高放廢液中的穩(wěn)定性比含烷基化胺基的陰離子交換樹脂高，比較適合應(yīng)用于高放廢液中锝的分離。AR-01 樹脂屬于雙功能基團(tuán)陰離子交換樹脂，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法[30]進(jìn)行離子交換容量的測(cè)定，測(cè)得AR-01樹脂的總交換容量為3.4 eq/kg樹脂，其中強(qiáng)堿性基團(tuán)對(duì)應(yīng)的交換容量為 2.0 eq/kg 樹脂。本實(shí)驗(yàn)為了對(duì)比 AR-01 樹脂對(duì)錸的吸附性能，同時(shí)考察了另外兩種以硅基材料 SiO2-P 為基體的樹脂 SiPyR-N3 和 SiPyR-N4的吸附性能，這兩種樹脂都是含有單一離子交換基團(tuán)的樹脂，其結(jié)構(gòu)圖如圖 2-2

圖 2-2 SiPyR-N3 和 SiPyR-N4 樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.2-2 Chemical structures of SiPyR-N3 and SiPyR-N4 resin表 2-1 三種樹脂的參數(shù)比較Table 2-1 The parameters of three kinds of resins樹脂 孔徑(nm)粒徑(μm)總交換量(meq/g)強(qiáng)堿性交換量(meq/g)SiPyR-N3 50 37-74 4.5 -SiPyR-N4 50 37-74 4.5 4.4AR-01 50 37-74 4.4 2.0本實(shí)驗(yàn)中用到的其他主要試劑和藥品見表 2-2 所示。表 2-2 實(shí)驗(yàn)藥品與試劑Table 2-2 Experimental materials名稱 規(guī)格 制造單位高錸酸銨 優(yōu)級(jí)純 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司硝酸鈀 化學(xué)純 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章 輻照接枝法合成新型離子交換樹脂的研究3.1 實(shí)驗(yàn)介紹3.1.1 研究目標(biāo)離子交換分離技術(shù)通常所采用的商業(yè)化樹脂粒徑為 0.5-1 mm，繼續(xù)減小粒徑會(huì)導(dǎo)致溶液流經(jīng)樹脂柱時(shí)產(chǎn)生很大的壓降不利于工業(yè)應(yīng)用。為解決這個(gè)技術(shù)難題，韋悅周教授等研制了一種粒徑 50μm，孔徑 20nm 的有機(jī)聚合物改性二氧化硅（簡稱 SiO2-P），以這種有機(jī)聚合物改性二氧化硅為載體合成的樹脂具有粒徑小，孔徑和孔隙率較大的特點(diǎn)，該載體的表面和內(nèi)部形貌如圖 3-1 所示。以此材料為載體合成新型離子交換樹脂，可以使交換離子擴(kuò)散距離大大縮小，同時(shí)降低液流壓降，可以大大提高吸附速度，因而適合于采用高流速的工業(yè)規(guī)模處理流程。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 童龍;俎建華;劉新文;孫貴生;郁春輝;;HDPE膜電子束引發(fā)預(yù)輻照接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯的研究[J];輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào);2006年04期

2 江林根;史靜軒;;談?wù)?3號(hào)元素锝(Tc)[J];大學(xué)化學(xué);1987年03期

3 史福霞;俎建華;葉茂松;殷祥標(biāo);;強(qiáng)堿性陰離子交換纖維的輻射接枝法制備及對(duì)錸(Ⅶ)的吸附[J];高分子材料科學(xué)與工程;2013年07期

4 劉兆民;秦莉;俎建華;Akio Katatai;Takanobu Sugo;Keizo Makuuchi;;HDPE膜預(yù)輻照接枝VBTAC制備陰離子交換膜[J];核技術(shù);2008年04期

5 韋悅周;;國外核燃料后處理化學(xué)分離技術(shù)的研究進(jìn)展及考察[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年07期

6 康泰然;何龍;陳聯(lián)梅;;對(duì)氯甲基苯乙烯及其均聚物的合成研究[J];西華師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年02期

7 吳香梅;熊春華;姚彩萍;沈忱;;D201×4樹脂對(duì)錸(Ⅶ)的交換性能研究[J];離子交換與吸附;2010年05期

8 江林根;黃燕;呂心陽;;離子交換法從核燃料后處理廢液中提取锝[J];核科學(xué)與工程;1991年03期

9 劉峙嶸,劉欣萍,劉健強(qiáng),許光東;SMF-425樹脂吸附和解吸錸的研究[J];濕法冶金;2002年02期

10 楊尚磊,陳艷,薛小懷,李仕民,樓松年;錸(Re)的性質(zhì)及應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J];上海金屬;2005年01期

本文編號(hào)：2771958