MgO-SiO 2 -H 2 O體系對核素鍶的固化作用及機理研究
發(fā)布時間:2022-01-10 22:37
核能的開發(fā)利用為人類社會的能源需求解決了燃眉之急,但過程中產(chǎn)生了大量的放射性核廢物,若處置不當(dāng)將會對生命體和環(huán)境安全造成極大的威脅。因此,如何妥善地處理安置這些廢棄物已成為各國學(xué)者日益關(guān)注的科學(xué)難題。MgO-SiO2-H2O(M-S-H)體系是一種新型鎂質(zhì)膠凝材料,具有反應(yīng)熱低、比表面積大、孔溶液堿度低等突出特點。在本課題組的前期探究中,已嘗試用該材料封裝鋁制金屬核廢料以及放射性核素137Cs,證明了這一膠凝體系具有封裝核廢料的潛質(zhì)。因此,本論文基于課題組的前期工作,繼續(xù)探究MgO-SiO2-H2O體系在核廢物固化處理方面的應(yīng)用潛力,用其固化中低放廢物中另一種危害大且常見的放射性核素90Sr,考察含鍶固化體的各項性能指標,輔以靜態(tài)吸附平衡實驗探究該體系對核素鍶的吸附能力,并結(jié)合微觀形貌、物相分析等手段綜合分析MgO-SiO2-H2O體系對核素鍶的固化機理。相關(guān)研究結(jié)論如下所述:(1)制備不同配比的水化硅酸鎂水泥固...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 放射性廢棄物的危害
1.3 放射性廢物的處理處置
1.3.1 水泥固化法的研究現(xiàn)狀
1.3.2 水化硅酸鎂膠凝材料的發(fā)展
1.3.3 MgO-SiO_2-H_2O體系在核廢料固化方面的應(yīng)用
1.4 本課題的研究內(nèi)容
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
2 原材料與實驗方法
2.1 引言
2.2 原材料表征
2.2.1 化學(xué)組成
2.2.2 氧化鎂的活性測定
2.2.3 物相分析
2.2.4 粒徑分布
2.3 實驗儀器和測試方法
2.3.1 微觀測試
2.3.2 宏觀測試
3 MgO-SiO_2-H_2O水泥固化體的性能研究
3.1 引言
3.2 實驗設(shè)計
3.2.1 實驗材料
3.2.2 固化體制備
3.3 抗壓強度
3.4 浸出性能
3.4.1浸出實驗
3.4.2 浸出液pH值
3.4.3 孔結(jié)構(gòu)
3.4.4 浸出模型
3.5 耐久性
3.5.1 抗浸泡性能
3.5.2 抗凍融性能
3.5.3 抗沖擊性能
3.6 本章小結(jié)
4 MgO-SiO_2-H_2O體系吸附核素鍶的性能研究
4.1 實驗方法
4.2 不同因素控制下MgO-SiO_2-H_2O體系對Sr~(2+)的吸附性能探究
4.2.1 初始濃度對Sr~(2+)的吸附性能影響
4.2.2 溶液pH值對Sr~(2+)的吸附性能影響
4.2.3 時間對Sr~(2+)吸附性能的影響
4.3 MgO-SiO_2-H_2O體系對Sr~(2+)的吸附機制研究
4.3.1 吸附動力學(xué)
4.3.2 吸附等溫線
4.4 本章小結(jié)
5 MgO-SiO_2-H_2O體系對核素鍶的固化作用機理
5.1 水化熱
5.2 固化作用
5.2.1 微觀形貌分析
5.2.2 礦物相分析
5.2.3 傅里葉變換紅外光譜分析
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]六偏磷酸鈉分散劑和聚羧酸減水劑對硅鎂膠凝材料水化進程的影響[J]. 李兆恒,李偉,韋江雄,余其俊. 新型建筑材料. 2018(07)
[2]世界核電站退役概況[J]. 陸燕. 中國核工業(yè). 2017(10)
[3]世界核電發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 宋翔宇. 中國核電. 2017(03)
[4]固化模擬放射性核素Sr對磷酸鎂水泥水化特性的影響[J]. 戴豐樂,汪宏濤,張時豪,丁建華,姜自超. 硅酸鹽學(xué)報. 2017(05)
[5]核電廠廢物固化體90Sr、137Cs、60Co的浸出行為研究[J]. 范雯雯,劉鐵軍,白楊,張志銀. 原子能科學(xué)技術(shù). 2016(06)
[6]一種瀝青固化劑的研究與應(yīng)用[J]. 楊順輝,金軍斌,牛成成,趙向陽. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(21)
[7]水泥水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及其對重金屬離子固化研究進展[J]. 姚燕,王昕,顏碧蘭,汪瀾,劉晨. 硅酸鹽通報. 2012(05)
[8]磷酸鎂水泥固化模擬放射性焚燒灰[J]. 賴振宇,錢覺時,盧忠遠,李倩. 硅酸鹽學(xué)報. 2012(02)
[9]Effect of magnesia on properties and microstructure of alkali-activated slag cement[J]. Yong-hao FANG*, Jun-feng LIU, Yi-qun CHEN College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 210098, P. R. China. Water Science and Engineering. 2011(04)
[10]核廢料固化基材的研究現(xiàn)狀[J]. 滕偉鋒,王曉東,李玲利. 中國建材科技. 2011(05)
博士論文
[1]多孔硅酸鎂高效吸附材料的構(gòu)筑及其重金屬離子吸附性能研究[D]. 黃人瑤.北京化工大學(xué) 2018
[2]MgO-SiO2-H2O膠凝體系在Na-HMP和CaO作用下的反應(yīng)機理研究[D]. 賈援.大連理工大學(xué) 2017
[3]磷酸鎂水泥固化中低放射性廢物研究[D]. 賴振宇.重慶大學(xué) 2012
[4]堿礦渣—粘土復(fù)合膠凝材料固化Sr、Cs的機理與性能研究[D]. 李玉香.中國工程物理研究院 2005
碩士論文
[1]水化硅酸鎂水泥基砂漿的耐久性研究[D]. 何子明.大連理工大學(xué) 2018
[2]硅灰對氯氧鎂水泥耐水性影響機理研究[D]. 梁曉敏.大連理工大學(xué) 2017
[3]粉煤灰基沸石對Sr、Cs的吸附及其固化研究[D]. 羅潔.西南科技大學(xué) 2016
[4]普魯士藍功能材料合成及銫離子吸附性能研究[D]. 錢駿.蘇州大學(xué) 2016
[5]鈾、鍶、銫離子印跡聚合物的制備及其吸附性能的研究[D]. 任麗麗.東華理工大學(xué) 2012
[6]粉煤灰基地聚合物固化模擬放射性核素Cs+和Sr2+的研究[D]. 李培明.南京大學(xué) 2012
本文編號:3581546
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 放射性廢棄物的危害
1.3 放射性廢物的處理處置
1.3.1 水泥固化法的研究現(xiàn)狀
1.3.2 水化硅酸鎂膠凝材料的發(fā)展
1.3.3 MgO-SiO_2-H_2O體系在核廢料固化方面的應(yīng)用
1.4 本課題的研究內(nèi)容
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
2 原材料與實驗方法
2.1 引言
2.2 原材料表征
2.2.1 化學(xué)組成
2.2.2 氧化鎂的活性測定
2.2.3 物相分析
2.2.4 粒徑分布
2.3 實驗儀器和測試方法
2.3.1 微觀測試
2.3.2 宏觀測試
3 MgO-SiO_2-H_2O水泥固化體的性能研究
3.1 引言
3.2 實驗設(shè)計
3.2.1 實驗材料
3.2.2 固化體制備
3.3 抗壓強度
3.4 浸出性能
3.4.1浸出實驗
3.4.2 浸出液pH值
3.4.3 孔結(jié)構(gòu)
3.4.4 浸出模型
3.5 耐久性
3.5.1 抗浸泡性能
3.5.2 抗凍融性能
3.5.3 抗沖擊性能
3.6 本章小結(jié)
4 MgO-SiO_2-H_2O體系吸附核素鍶的性能研究
4.1 實驗方法
4.2 不同因素控制下MgO-SiO_2-H_2O體系對Sr~(2+)的吸附性能探究
4.2.1 初始濃度對Sr~(2+)的吸附性能影響
4.2.2 溶液pH值對Sr~(2+)的吸附性能影響
4.2.3 時間對Sr~(2+)吸附性能的影響
4.3 MgO-SiO_2-H_2O體系對Sr~(2+)的吸附機制研究
4.3.1 吸附動力學(xué)
4.3.2 吸附等溫線
4.4 本章小結(jié)
5 MgO-SiO_2-H_2O體系對核素鍶的固化作用機理
5.1 水化熱
5.2 固化作用
5.2.1 微觀形貌分析
5.2.2 礦物相分析
5.2.3 傅里葉變換紅外光譜分析
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]六偏磷酸鈉分散劑和聚羧酸減水劑對硅鎂膠凝材料水化進程的影響[J]. 李兆恒,李偉,韋江雄,余其俊. 新型建筑材料. 2018(07)
[2]世界核電站退役概況[J]. 陸燕. 中國核工業(yè). 2017(10)
[3]世界核電發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 宋翔宇. 中國核電. 2017(03)
[4]固化模擬放射性核素Sr對磷酸鎂水泥水化特性的影響[J]. 戴豐樂,汪宏濤,張時豪,丁建華,姜自超. 硅酸鹽學(xué)報. 2017(05)
[5]核電廠廢物固化體90Sr、137Cs、60Co的浸出行為研究[J]. 范雯雯,劉鐵軍,白楊,張志銀. 原子能科學(xué)技術(shù). 2016(06)
[6]一種瀝青固化劑的研究與應(yīng)用[J]. 楊順輝,金軍斌,牛成成,趙向陽. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(21)
[7]水泥水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及其對重金屬離子固化研究進展[J]. 姚燕,王昕,顏碧蘭,汪瀾,劉晨. 硅酸鹽通報. 2012(05)
[8]磷酸鎂水泥固化模擬放射性焚燒灰[J]. 賴振宇,錢覺時,盧忠遠,李倩. 硅酸鹽學(xué)報. 2012(02)
[9]Effect of magnesia on properties and microstructure of alkali-activated slag cement[J]. Yong-hao FANG*, Jun-feng LIU, Yi-qun CHEN College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 210098, P. R. China. Water Science and Engineering. 2011(04)
[10]核廢料固化基材的研究現(xiàn)狀[J]. 滕偉鋒,王曉東,李玲利. 中國建材科技. 2011(05)
博士論文
[1]多孔硅酸鎂高效吸附材料的構(gòu)筑及其重金屬離子吸附性能研究[D]. 黃人瑤.北京化工大學(xué) 2018
[2]MgO-SiO2-H2O膠凝體系在Na-HMP和CaO作用下的反應(yīng)機理研究[D]. 賈援.大連理工大學(xué) 2017
[3]磷酸鎂水泥固化中低放射性廢物研究[D]. 賴振宇.重慶大學(xué) 2012
[4]堿礦渣—粘土復(fù)合膠凝材料固化Sr、Cs的機理與性能研究[D]. 李玉香.中國工程物理研究院 2005
碩士論文
[1]水化硅酸鎂水泥基砂漿的耐久性研究[D]. 何子明.大連理工大學(xué) 2018
[2]硅灰對氯氧鎂水泥耐水性影響機理研究[D]. 梁曉敏.大連理工大學(xué) 2017
[3]粉煤灰基沸石對Sr、Cs的吸附及其固化研究[D]. 羅潔.西南科技大學(xué) 2016
[4]普魯士藍功能材料合成及銫離子吸附性能研究[D]. 錢駿.蘇州大學(xué) 2016
[5]鈾、鍶、銫離子印跡聚合物的制備及其吸附性能的研究[D]. 任麗麗.東華理工大學(xué) 2012
[6]粉煤灰基地聚合物固化模擬放射性核素Cs+和Sr2+的研究[D]. 李培明.南京大學(xué) 2012
本文編號:3581546
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