排代法的离子交换动力学及平衡研究——螯合剂存在下的稀土元素的离子交换反应动力学

研究了在螯合剂DTPA或NTA存在下,Eu(Ⅲ)在强酸性阳离子交换树脂与水溶液之间的异相同位素交换反应的速度和机理。按照新的粒内扩散和液膜扩散联合控制交换速度的理论方程,用电子数字计算机以非线性最小二乘法拟合实验数据,得到了粒内自扩散系数和动力学参数,并     

排代法的离子交换动力学及平衡研究——在螯合剂存在下Eu(Ⅲ)在树脂相和水溶液中的自由扩散系数

用放射性示踪原子~(152,154)Eu和三颈瓶反应器法,测定了Eu(Ⅲ)在与含有螯合剂DTPA或NTA的水溶液达到离子交换平衡的树脂相内的自扩散系数,研究了铵离子浓度、pH和温度的影响,求出了在树脂相内自扩散的活化能。用示踪原子~(152,154)Eu和开端毛细管法,测定了在含有螯合剂DTPA或NTA的水溶液中的自扩散系数,研究了铵离子浓度和温度的影响,求出了在水溶液中自扩散的活化能。实验证明,在相同的温度和浓度等条件下,NTA存在时Eu(Ⅲ)在树脂相内的自扩散系数比DTPA存在时大,而水溶液中的自扩散系数则在实验误差范围内是一致的。DTPA存在时的树脂相内自扩散的活化能比NTA存在时大,而水溶液中自扩散的活化能是一致的。本文在扩散速度方面,为利用螯合剂的排代法分离稀土元素和超钚元素提供了理论依据。     

改性类水滑石的制备及其去除溶液中Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)

通过水热合成法成功地制备了丙三醇改性Ni/Al型水滑石（GMH），并通过批量处理法和静态吸附法考察了在固体投加量、溶液pH、离子强度、腐殖酸、接触时间和温度等因素影响下，溶液中Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)在GMH上的吸附行为。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等表征手段对材料吸附前后进行分析，结合吸附动力学和热力学模型对吸附机理进行探讨。结果表明，溶液pH值对Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)在GMH上的吸附行为影响显著，在pH=7.0左右时吸附率达到最大；准二级动力学模型和Langmuir等温线模型可以很好地描述Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)在GMH上的吸附过程，且此过程是自发的、吸热的过程；实验条件下，GMH对溶液中的Eu(Ⅲ)和U(Ⅵ)的最大理论吸附量分别为511 mg/g和441 mg/g；GMH对溶液中Eu(Ⅲ)的吸附主要是通过静电相互作用、内层表面络合以及离子交换相互作用实现；而对U(Ⅵ)的吸附主要是通过静电相互作用和内层表面络合作用实现的。实验表明，合成材料在含低放废水的有效净化和修复方面具有很大的应用前景。     

风化煤富啡酸、红壤富啡酸及胡敏酸与Eu(Ⅲ)配合物的稳定常数测定

以152,154Eu作示踪剂,用改进的斯蒂文森(Stevenson)阳离子交换平衡法,测定了河南巩县风化煤富啡酸、广东大亚湾红壤富啡酸和胡敏酸与Eu(Ⅲ)生成的配合物稳定常数.实验结果表明,在离子强度为0.01 mol/kg、pH值为5时,在实验所用的腐殖质浓度和Eu(Ⅲ)浓度范围内,主要生成了配位比为1:1的配合物.相应配合物稳定常数的对数值 lg β11的平均值分别为:4.76±0.12,3.78±0.11和4.48±0.17.     

风化煤富啡酸、红壤富啡酸及胡敏酸与Eu(Ⅲ)配合物的稳定常数测定

以152,154Eu作示踪剂,用改进的斯蒂文森(Stevenson)阳离子交换平衡法,测定了河南巩县风化煤富啡酸、广东大亚湾红壤富啡酸和胡敏酸与Eu(Ⅲ)生成的配合物稳定常数.实验结果表明,在离子强度为0.01 mol/kg、pH值为5时,在实验所用的腐殖质浓度和Eu(Ⅲ)浓度范围内,主要生成了配位比为1:1的配合物.相应配合物稳定常数的对数值 lg β11的平均值分别为:4.76±0.12,3.78±0.11和4.48±0.17.     

粒度不均一交换剂的离子交换反应动力学——Ⅱ.粒内扩散和液膜扩散联合控制反应速度的同位素交换反应

研究了粒度不均一离子交换剂与水溶液中离子之间,在粒内扩散和液膜扩散联合控制反应速度时的同位素交换反应动力学;导出了在各种不同半径交换剂上的交换度的解析表达式,并用电子数字计算机进行数值计算。前人及文献[5]所得的解析表达式,可纳入本文所导出的表达式。     

Eu(Ⅲ)在白云石上的吸附行为

采用静态吸附法研究了Eu(Ⅲ)在塔木素粘土岩主要成分白云石上的吸附行为,探讨了时间、温度、pH值、离子强度、固液比、Eu(Ⅲ) 初始浓度、腐殖酸等因素对吸附的影响。结果表明：Eu(Ⅲ)在白云石上的吸附强烈依赖于溶液pH值。当pH<7时,Eu(Ⅲ)的吸附率随溶液离子强度的增加而减小,表明Eu(Ⅲ)在白云石上的吸附以离子交换为主;当pH>7时,则以内层表面配位反应为主。腐殖酸的加入和温度的升高均会促进Eu(Ⅲ)的吸附,其吸附是一个自发吸热的过程,且较好地符合准二级动力学和Freundlich吸附模型,揭示该过程以化学吸附和非均相吸附为主。上述研究结果还表明白云石在塔木素粘土岩吸附Eu(Ⅲ)的过程中非主导作用,这更好地理解了白云石在塔木素粘土岩吸附Eu(Ⅲ)过程中的贡献,为我国高放废物地质处置库选址及安全性评价提供参考。     

Eu(Ⅲ)在针铁矿及磷酸根改性针铁矿上的吸附

采用静态法研究了Eu(Ⅲ)在针铁矿及磷酸根改性的针铁矿上的吸附行为,测定了（25±1）℃下的吸附边界及吸附等温线,探讨了FA的存在对吸附的影响。实验结果表明,pH对吸附的影响较大,pH＝4～6为Eu(Ⅲ)在针铁矿上的吸附边界,磷酸根改性的针铁矿的吸附边界明显向低pH移动。Eu(Ⅲ)在针铁矿及磷酸根改性的针铁矿上的吸附更符合Freundlich等温线。Eu(Ⅲ)在针铁矿上的吸附主要是通过表面配位进行的。     

碳纳米管-环糊精复合材料对Eu(Ⅲ)的吸附

在等离子体条件下用有机大分子材料环糊精对碳纳米管进行功能化处理,制备出一种新的放射性核素吸附材料,即碳纳米管-环糊精复合材料。实验研究了pH、时间、离子强度对该材料吸附Eu(Ⅲ)的影响。该材料对废水中Eu(Ⅲ)的吸附速率快,吸附率在95%以上,通过吸附方程推算得到对Eu(Ⅲ)的最大吸附量可达约80mg/g,废水中其它离子及浓度对Eu(Ⅲ)的吸附无明显影响。     

离子交换色层法分离铀同位素的研究

自从T.I.Taylor和H.C.Urey首次应用化学交换法分离锂同位素以来,对离子交换色层分离同位素的理论和技术进行了许多研究和改进,F,H.Spedding等人应用带迁移法成功地分离了~(14)N和~(15)N。我们采用这一方法,对铀酰盐水溶液和磺酸型阳离子交换树脂间的同位素交换反应、同位素效应的叠加作用等进行了研究和实验,并对造成铀同位素     

用ICP-AES技术测定超微量铀

研究了一个用感应耦合氩等离子体(ICP)光源来分析水溶液中超微量铀的原子发射光谱(AES)法。当ICP光源处于最佳实验条件下,在0.3 M硝酸溶液中,使用3859.6 (?)或4090.1(?)分析线时,能够测定浓度为0.05μg/ml的铀。在检出限浓度下测定精度优于2％R.S.D。由于18个金属元素会对铀的测定有干扰,所以要采用元素问校正法来估算出铀的浓度。使用标准分析步骤对许多加入已知浓度元素的样品和具有伴生杂质的NBL参考样品进行了分析,测得值与其保证值符合得很好。     

用三种模型处理二元离子交换动力学的对比研究

章以强酸性阳离子交换树脂作交换剂，用三颈瓶法研究了Ｈ＾＋－ＵＯ２＾２＋离子交换反应动力学，分别用三种动力学模型处理实验数据，计算了扩散系数并用动边界模型计算了化学反应速度常数，讨论了化学反应影响交换速度的可能性并提出了化学反应在一定条件下可以延迟扩散的观点，通过对不同实验条件下的动力学曲线和计算机模型拟结果的分析，证明用动边界模型处理该交换反应是较为合理的。     

Eu（Ⅲ）和Am（Ⅲ）在凹凸棒石上的吸附行为

采用静态批式法研究了Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)在凹凸棒石上的吸附行为.探讨了液固比(V/m)、震荡时间、pH、离子强度(I)及腐殖酸等因素对吸附的影响.测定了(25±1) ℃下不同离子强度时的吸附等温线.实验结果表明,pH对吸附的影响比较大,在pH=2.5～5.5的吸附边界,离子强度对吸附的影响较小.Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)在凹凸棒石上的吸附主要通过表面络合进行.     

用3-苯基-4-苯酰-5-异惩唑酮溶剂萃取La(Ⅲ)、Ce(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)、Th(Ⅳ)和U(Ⅵ)

研究了用3-苯基-4-苯酰-5-异(口恶)唑酮(HPBI)氯仿溶液中萃取La(Ⅲ)、Ce(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)、Th(Ⅳ)和U(Ⅵ)的性能。提出了萃取机理并鉴别了萃取的物质形态。计算了每种体系的萃取常数.此体系已用于从U(Ⅵ)、La(Ⅲ)、Ce(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)中分离出Th(Ⅳ)。与1-苯基-3-甲基-4-苯酰-5-吡唑啉酮(HPMBP)和噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)体系所得的萃取常数的比较结果说明,用HPBI萃取这类金属物质比用HPMBP和HTTA好.     

Pu(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)-N_2H_5~+-HNO_3溶液中的光化反应

本文探索了钚的还原剂Fe(Ⅱ)和稳定剂肼的光氧化规律性,研究了各种条件对其氧化速率的影响。实验结果表明,在硝酸水溶液中,紫外光能使它们迅速而完全氧化。还研究了含有Fe(Ⅱ)、肼和HNO_3的水溶液中,Pu(Ⅲ)光氧化的规律性,测定了各种因素对Pu(Ⅲ)光氧化的影响。结果表明,紫外光照射含Pu(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)和肼的硝酸溶液时,能使Pu(Ⅲ)迅速而完全氧化。光氧化产生的Pu(Ⅳ)经光歧化产生Pu(Ⅵ)。实验中还发现,Fe(Ⅲ)的存在对Pu(Ⅳ)的光歧化有强烈的抑制作用。     

离子强度、pH和HA对Eu(Ⅲ)在北山除碳酸盐土壤上吸附的影响

利用静态批式法研究了Eu(Ⅲ)在北山除碳酸盐土壤上的吸附,探讨了体系pH值、固液比、胡敏酸(HA)以及离子强度等因素对吸附的影响,并讨论了其吸附机理。结果表明:pH对Eu(Ⅲ)在北山除碳酸盐土壤表面吸附的影响显著,吸附量在pH=5～6迅速增加;Eu(Ⅲ)吸附量与固液比呈正相关,当m/V>1.2g/L时,吸附接近平衡;Eu(Ⅲ)的吸附量随离子强度的增大而减小;低pH下,Eu(Ⅲ)在北山除碳酸盐土壤表面上可能以离子交换和外层配合吸附为主,而在高pH下则可能主要以内层配合作用为主;在低pH值时,HA促进Eu(Ⅲ)吸附,而高pH时,则对Eu(Ⅲ)的吸附有一定的抑制作用。     

荧光衰减光谱法研究Eu(Ⅲ)在氧化铝表面的化学形态

为了解化学性质与Eu相似的长寿命镧系和锕系元素在环境中的化学形态,用荧光衰减光谱法测定了N2环境下,在pH=5.3±0.1,离子强度为0.1mol/kgNaClO4条件下,Eu(Ⅲ)在氧化铝和胡敏酸氧化铝表面上的化学形态及Eu(Ⅲ)与胡敏酸的配位特性。研究结果表明,当胡敏酸被吸附到氧化铝表面上时,胡敏酸对Eu(Ⅲ)在氧化铝上的吸附具有很强的促进作用;在胡敏酸存在下,Eu(Ⅲ)在氧化铝上可能的吸附形态为:≡(Al—O)—Eu—HA+·(H2O)5和≡(Al—O)—Eu—HA+·(H2O)2。     

离子交换——分光光度法测定磷酸盐岩中的铀和钍

本文发展了一种选择性的阴离子交换分离—分光光度法用于测定磷酸盐岩中的铀和钍。用硝酸分解大约0.2g的岩样,在2.5mol/L硝酸镁—0.1mol/L硝酸中,用阴离子交换法将样品溶液中的铀和钍吸附在Amberlite CG 400(NO_3~-)柱上,分别用6.6mol/L硝酸和0.1mol/L硝酸依次洗提铀和钍,用偶氮胂Ⅲ分光光度法分别测定铀、钍,并提供了NBS标准磷酸盐岩和其它矿样中铀和钍的测量结果。     

毛细管法测定~(152,154)Eu(Ⅲ)在压实皂土中的表观扩散系数和吸附分配系数

用毛细管法研究了pH值对^152,^154Eu(Ⅲ)在压实皂土中的吸附分配系数和表观扩散系数的影响。实验测得的扩散曲线符合Fiek第二定律,所得吸附分配系数与在相似条件下测得的文献值相近。实验结果表明^152,^154Eu(Ⅲ)在压实皂土中的表观扩散系数随pH值升高而减小,吸附分配系数随pH值升高而增加,并随压实皂土容重的增加而减小。放射性核素在压实皂土中的吸附、扩散和迁移随着容重和pH值而变化,这种变化为评估其作为填充材料提供基础数据。     

Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)在Th4(PO4)4P2O7上的吸附行为

通过静态法研究了Am(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)在Th4(PO4)4P2O7上的吸附行为,主要包括吸附平衡时间、固液比、pH值、离子强度以及富里酸(FA)等因素对吸附的影响.实验结果表明,Am(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)在Th4(PO4)4P2O7上的吸附具有相似的pH吸附曲线,pH值的变化对吸附的影响较大,吸附率在pH=2~5时出现剧增;在其他条件相同时,KNO3离子强度从0.01 mol/L增大到0.1 mol/L,吸附率随着离子强度的增大而减小.通过对比实验发现,FA对Am(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)在Th4(PO4)4P2O7上的吸附具有促进作用.Am(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)在Th4(PO4)4P2O7表面可能形成了表面络合物.吸附剂的表面特征及其吸附机理研究是进一步深入研究的重点.