本文選題：钚 + 膠體　； 參考：《西南科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：钚本身為一種戰(zhàn)略物資,是核武器重要的核裝料,具有較強的放射性和毒性。為了獲取關(guān)于钚這一放射性核素的膠體行為以及遷移機理等,本文從高廟子膨潤土和內(nèi)蒙阿拉善粘土巖膠體研究出發(fā),以探究這兩種天然礦物膠體在地下水中對放射性核素钚的吸附行為為目的,主要采用多種表征手段和靜態(tài)吸附方法研究兩種膠體對钚的吸附特征和規(guī)律,同時用鋁皂石和水輝石這兩種人造礦物膠體輔助對比研究,其結(jié)果如下:(1)在膠體表征方面:四種礦物在水相環(huán)境中均能形成較為穩(wěn)定、分散性良好的膠體。在成分分析方面:高廟子膨潤土的主要成分是蒙脫石、石英和高嶺石,而膠體的主要成分為蒙脫石和高嶺石,內(nèi)蒙阿拉善粘土巖的主要成分是伊利石、方解石和綠泥石,而膠體的主要成分為伊利石和綠泥石,并含有微量的方解石;在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析方面:四種礦物膠體的紅外圖譜基本和它們的X射線衍射結(jié)果相符。(2)四種礦物膠體吸附Pu的分配系數(shù)Kd值隨著钚初始濃度的增大開始先增大,除了水輝石由于很大的比表面積,Kd值一直上升之外,其它三種礦物膠體在3×10-9g/m L-4×10-9g/m L處達(dá)到峰值后便開始降低,在此條件下膠體吸附能力阿拉善粘土巖水輝石高廟子膨潤土≈鋁皂石。(3)在酸性環(huán)境中,四種礦物膠體的分配系數(shù)Kd值均很低。隨著pH的上升,四種礦物膠體的Kd值不斷上升,在強堿性環(huán)境又開始下降。其中天然礦物膠體最適環(huán)境為中性,人造礦物膠體最適環(huán)境約為弱堿性。從pH影響結(jié)果推測出天然礦物膠體吸附钚的機理是膠體表面的羥基和钚與钚的水解產(chǎn)物絡(luò)合。(4)離子影響實驗中,Fe3+和CO2-3會減弱膠體對钚的吸附量,其中Fe3+的機理是和Pu4+的競爭作用和水解產(chǎn)生的酸性環(huán)境,此外Fe3+在濃度變高時會使Kd值變大,其原因可能是形成了Fe(OH)3膠體,因而Kd值的上升是由于Fe(OH)3膠體吸附钚而不是礦物膠體;CO2-3則通過絡(luò)合Pu4+使Kd值急劇下降;Ca2+會使天然礦物膠體的穩(wěn)定性、水合能力、膨脹性等性質(zhì)增強,從而使膠體的表面基團活性增強和比表面積增大,從而使它們的吸附能力增強,此外,腐殖酸的存在會使四種礦物膠體的Kd值變大。
[Abstract]:The plutonium itself as a strategic material, is an important nuclear charge of nuclear weapons, radioactive and toxic. In order to get on the colloidal behavior of plutonium and radioactive nuclide migration mechanism, this article from the Gaomiaozi bentonite and Inner Mongolia Alashan clay colloid research starting, to explore these two kinds of natural mineral colloid adsorption the behavior of radionuclide plutonium in underground water for the purpose, mainly by the adsorption characteristics and regularity of the plutonium to study a variety of characterization methods and static adsorption method of two kinds of colloidal aluminum and water, while the two pyroxene smectite artificial mineral colloid comparative study, the results are as follows: (1) in four aspects: characterization of colloid the mineral can form more stable in aqueous environment, good dispersibility in colloid. Component analysis: the main component of Gaomiaozi bentonite is montmorillonite, quartz and kaolinite, and the main colloid Composition of montmorillonite and kaolinite, the main component of Inner Mongolia Alashan clay is illite, calcite and chlorite, and the main component of colloid illite and chlorite, and contains trace amounts of calcite; in the analysis of the structure and properties of four kinds of mineral colloid: infrared spectrum and their basic results (X ray diffraction. 2) the distribution coefficient of Kd four mineral colloid adsorption value of Pu increases with the initial concentration of plutonium began to increase, in addition to water because of pyroxene and large specific surface area, Kd value has been rising, the other three kinds of mineral colloids in 3 * 10-9g/ m L-4 * 10-9g/m L at the peak and began to decrease, under this condition colloid adsorption capacity of Alashan clay rock hectorites GMZ-1 is aluminum smectite. (3) in the acidic environment, the distribution coefficient of Kd four mineral colloid values were very low. With the increase of pH, four kinds of mineral colloid Kd wasvalues Rise in the strong alkaline environment began to decline. The natural mineral colloid optimum environment for neutral, artificial mineral colloid optimum environment about weak alkaline. From pH results that the mechanism of the natural mineral colloid adsorption of plutonium is colloid surface hydroxyl groups and the hydrolysis product of plutonium and plutonium complex. (4) ion effect in the experiment, Fe3+ and CO2-3 will weaken the adsorption of colloids on plutonium, which is the mechanism of Fe3+ and Pu4+ acidic environment due to the competition and the hydrolysis of Fe3+ in high concentration, in addition to the Kd value becomes large, probably due to the formation of Fe (OH) 3 colloid, Kd value is rising so the Fe (OH) 3 colloid adsorption plutonium rather than mineral colloid; CO2-3 through complex Pu4+. Kd value decreased sharply; Ca2+ will make the stability of natural mineral colloid hydration ability, swelling properties increased, so that the active surface groups of colloid enhancement and specific surface area increased, In addition, the presence of humic acid will increase the Kd value of the four mineral colloids.

【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O614.353;O648.1

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本文編號：1732228