复合铁氰化镍膜电极分离溶液中Cs~+初步研究

在石墨-碳纤维-镍网复合多孔基体上通过毛细化学沉积法合成制备具有电控离子分离性能的铁氰化镍(Nickel Hexacyanoferrate,NiHCF)薄膜。采用循环伏安法(CV)考察了复合薄膜电极的离子交换容量、循环寿命、选择性与再生能力,并通过X射线能谱(Energy dispersive X-ray spectroscopy,EDS)分析了膜电极组成。实验结果表明:该复合NiHCF膜电极对Cs+具有良好的选择性、循环稳定性与再生能力;离子分离能力为80~100 mA/g、扩散阻力(氧化还原峰偏移)0.31 V。     

W/BDD薄膜电极制备及其电化学性能

<正>利用化学气相沉积法(CVD)研制了一种钨基硼掺杂金刚石(W/BDD)薄膜电极,通过扫描电镜(SEM)和拉曼(Raman)光谱考察了钨基硼掺杂金刚石薄膜电极的性质(图1、2),利用循环伏安法和方波伏安法测定了其在LiCl-KCl熔盐中的电化学窗口和电化学性能,并长时间进行了考验。结果表明,研制的W/BDD薄膜电极表面的硼掺杂金刚石膜表面的金刚石颗粒生长致密,且连续分布,晶粒的尺寸在μm级。电极表面薄膜主要以金     

水合五氧化二锑-磷钼酸铵对锶、铯的吸附性能研究

研究多种因素对水合五氧化二锑(HAP)及水合五氧化二锑-磷磷钼酸铵(HAP-AMP)制备的影响,在实验条件下找到了HAP及HAP-AMP的最佳制备工艺。分别考察了HAP对Sr~(2+),HAP-AMP对Sr~(2+)、Cs~+的吸附性能。结果表明:在实验条件下,HAP对Sr~(2+)的最大吸附量可达0.73 mmol/g,而HAP-AMP对Sr~(2+)、Cs~+的最大吸附量可分别达到0.47 mmol/g和0.32 mmol/g;同时,HAP-AMP对Sr~(2+)、Cs~+的吸附还有显著的选择性。     

硝酸介质中H_(2)C_(2)O_(4)在铂、玻碳和金刚石掺硼电极上的氧化机理北大核心CSCD

为了解硝酸介质中H_(2)C_(2)O_(4)在铂、玻碳和金刚石掺硼(BDD)电极上的电解氧化机理,使用循环伏安、线性扫描伏安等方法开展了电化学测试,研究了电极电位、电流密度以及硝酸浓度对H_(2)C_(2)O_(4)氧化的影响,并分析了硝酸的影响主要来自于H+。在铂电极上,推测H_(2)C_(2)O_(4)不仅发生电氧化,而且吸附态的·OH与吸附态H_(2)C_(2)O_(4)反应生成CO_(2)和H_(2)O。在金刚石掺硼电极上,·OH的间接氧化是H_(2)C_(2)O_(4)氧化的主要作用,硝酸浓度增加使·OH产生量变少,进而导致H_(2)C_(2)O_(4)氧化速率降低。使用旋转圆盘玻碳电极测定了H_(2)C_(2)O_(4)的扩散系数为1.4×10^(-5)cm^(2)/s,在1.34~1.42 V下通过Tafel外推法得到H_(2)C_(2)O_(4)电化学氧化的交换电流密度为5.8×10^(-6)A/cm^(2)。     

脉冲分子镀制备铀靶方法研究

采用脉冲电沉积方法, 以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)体系为电镀介质,研究了电极距离、溶剂DMF的体积、沉积时间、铀的质量浓度、阴极材料等对镀层性能和铀沉积率的影响,得到在DMF中脉冲分子镀铀的最佳条件, 制备得到的靶面平整、牢固.用扫描电镜分析了铀靶的形貌和组成,采用测厚仪分析了铀靶厚度的均匀性.结果表明,在脉冲电沉积中,铀是非均匀沉积,靶面密度为0.2～2.0 mg/cm2.     

加速器生产~(109)Cd用Ag靶制备

Ag靶用于加速器生产109Cd,核反应为109Ag(p,n)109Cd。本工作采用电沉积法制备Ag靶。通过对影响电沉积Ag靶层质量及厚度的各种因素的实验,确定了Ag靶制备工艺条件如下:ρ(Ag )=20～50g/L,ρ(KNO3)=10～30g/L,?(NH4OH)=0.1～0.2。用此工艺条件,制备出质量厚度大于100mg/cm2、表面     

预辐射接枝改性无纺布制备铯离子吸附材料

采用预辐射接枝聚合方法制备了4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4HBAG)接枝的聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)皮芯结构无纺布。用Na_2SO_3对接枝4HBAG的无纺布(PE/PP-g-4HBAG)进行开环反应,改性得到磺酸型吸附材料。在环氧基物质的量转化率52%时获得了磺酸基密度1.4 mmol/g的吸附材料。采用批次吸附和流动吸附对Cs~+的吸附性能进行研究。Cs~+的吸附等温线和吸附动力学表明,吸附过程遵循Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。在1 000 SV/h高流速下,Cs~+的最大吸附容量为1.35 mmol/g。在pH=4~10时,吸附率稳定在90%左右,该值随pH值的增加而降低。在Cs~+初始浓度为1 mg/L和10 mg/L的溶液中研究了Na~+对Cs~+吸附率的影响,当Na~+浓度从0增加到20 mmol/L时,Cs~+的吸附率迅速降低。二价和三价金属离子Mg~(2+)、Ca~(2+)和Fe~(3+)对Cs~+吸附更具有阻碍作用。该磺酸型吸附材料在1 000 SV/h的高流速下能快速去除Cs~+。     

吸附伏安法测定铀

本文叙述了一种测定天然水中铀浓度范围为0.4μg/l至0.2mg/l的伏安法,是基于铀(V1)一邻苯二酚络合物在悬汞电极上吸附聚集,随后络合物还原的方法。     

用试铝灵配位体吸附阴极溶出伏安法同时测定微量U6+和Zn2+

用悬汞滴电极吸附阴极溶出伏安法测定了与试铝灵{3-[双(3-羧基-4-羟基-苯基)甲撑]-6-氧代-1,4-环已二烯-1-羧酸三铵盐}络合的U6+.在试铝灵和脲存在下,一次扫描就可同时测定微量U6+和Zn2+.发现最佳测量条件是累积时间,180～200 s,累积电位,50 mV(相对于Ag/Ag U电极);扫描速率,40 mV·s-1;支持电解质,0.1 mol·L-1醋酸钠缓冲溶液,pH 6.5～7.0;试铝灵浓度,l×10-6mol·L-1.分别在2～33 ng·ml-1和30～120 ng·ml-1浓度范围内观测到U6+和Zn2+的线性范围.检测限(S/N=3)是0.2 ng·ml-1(U)和30 ng·ml-1(Zn).再现性良好,RSD=2.5%～4.0%(n=10).采用脲掩蔽某些金属离子,该法具有较高选择性.     

Li Cl-KCl熔盐体系中Ce(Ⅲ)在液态Ga电极上的电化学行为

采用循环伏安法（CV）、方波伏安法（SWV）和计时电位法（CP）等暂态电化学方法研究了LiCl-KCl熔盐体系中Ce（Ⅲ）在液池Ga和液膜Ga电极上的电化学行为。以高纯Al₂O₃包覆的石墨棒作对电极,以Ag/AgCl(x=2%)为参比电极,结果表明,在液池Ga电极上,Ce（Ⅲ）可一步还原为αGa₆Ce：Ce（Ⅲ）+3e+6Ga=αGa₆Ce,该反应为不可逆过程,并受扩散控制;Ce（Ⅲ）的扩散系数与温度的关系式为：ln D=2.88-10 118.4/T;Ce（Ⅲ）/αGa₆Ce的半波电位与温度的关系式为：E=-1.701+5.472×10^-4T。此外,在Ga液膜电极上,Ce（Ⅲ）可发生欠电位沉积,形成至少三种金属间化合物。     

钾/钠离子对水热合成铯榴石结构的影响

水热合成铯榴石能低温、晶格固化放射性废物¹³⁷Cs,但在放射性废物中Cs⁺通常与同族的K⁺/Na⁺共存,两者可能会对水热合成铯榴石组成和结构产生影响。基于此,参考铯榴石化学计量组成CsAlSi₂O₆,首先利用偏高岭土、纳米二氧化硅和CsOH•H₂O为原料水热合成了铯榴石。然后分别以不同摩尔质量的KOH或NaOH取代CsOH•H₂O,研究了K⁺/Na⁺对水热合成产物组成和结构的影响。结果表明,铯榴石水热晶化温度相对较低,产物微观下呈多晶微球态;K⁺与Cs⁺共存时,体系水热产物主要为铯榴石微球,微球尺寸随K⁺掺入比例的提高而增加,但K⁺主要存在于晶化程度较低的钾铝硅酸盐水合物中,并未参与铯榴石形成;Na⁺与Cs⁺共存时,体系水热产物主要由铯榴石和方沸石(NaAlSi₂O₆•H₂O)组成,Cs⁺和Na⁺各自存在于铯榴石或方沸石结构中。铯榴石相对较低的水热晶化温度及其结构中Cs⁺不能迁移和进行离子交换的特性,使得水热条件下K⁺/Na⁺不能进入先形成的铯榴石结构中的碱金属离子位点。尽管如此,K⁺或Na⁺的存在可降低铯榴石的水热晶化温度、促进铯榴石晶粒生长,且当K⁺或Na⁺与Cs⁺共存时,Cs⁺仍优先进入并稳定固化于铯榴石晶体结构中。     

真菌曲霉F77对水中Cs~+的吸附

微生物在环境放射性污染修复中具有广泛的应用前景。从放射性污染土壤中筛选出一株耐辐射真菌曲霉F77,研究了它对水中Cs+的吸附及其影响因素。结果表明:酸对Cs+在曲霉F77上的吸附存在竞争作用,pH=2.0~3.5溶液中的Cs+几乎不被曲霉F77吸附;曲霉F77生长过程中代谢产生大量的酸性物质;Cs+的吸附随着曲霉F77培养时间的增长而增大,在曲霉F77逐渐衰亡时吸附降低;K+质量浓度小于500mg/L时对Cs+在曲霉F77上的吸附没有影响,当K+质量浓度大于500mg/L时Cs+的吸附随K+浓度增大而减少;溶液中Cs+质量浓度为0~500mg/L范围内,曲霉F77对Cs+均有较高的吸附,Cs+质量浓度为500mg/L时,Cs+的吸附量为27.6mg/g。温度影响曲霉F77对Cs+吸附的快慢,不影响最后的吸附量;曲霉F77对Cs+具有较好的吸附性能,表明曲霉F77具有吸附剂的潜质。     

丝状真菌F54的分离鉴定及其对铯的吸附特性

从新疆放射性污染土壤样本中,采用微生物分离方法,结合压力试验及吸附实验,获得一株对放射性核素污染具有修复能力的土著丝状真菌F54。通过形态学、分子生物学鉴定及Biolog碳源利用实验,F54为镰刀霉菌属真菌,与Fusarium oxysporum strain ATCC MYA-3931同源性最高。最适宜生长条件是:马铃薯葡萄糖培养基,30℃,pH=7.0。菌株F54吸附Cs+的最佳条件是:pH=7.0,30℃,伴随生长进行吸附约3~4d,吸附率最高能达到约84%,常见金属阳离子K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)对其吸附均有一定的抑制作用。菌株F54能够耐受10kGy的钴源照射,对重金属离子Ni~(2+)、Cr~(3+)、Zn~(2+)、Co~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)均有较高耐受性,对放射性137 Cs的吸附率为62%。菌株F54在有较高的重金属离子混合污染的放射性环境中具有一定的修复应用潜能。     

铝皂石胶体对Cs(Ι)的吸附性能研究

以铝皂石胶体为原料,用静态吸附的方法,通过计算吸附量和吸附率,探讨铝皂石胶体吸附Cs⁺时,吸附时间、胶体溶液pH值、溶液中的离子浓度、腐殖酸(HA)的投加量以及吸附时的温度对吸附效果的影响。结果表明:1 mL 300 μg/mL的Cs⁺溶液加入9 mL饱和铝皂石胶体溶液,吸附时间为20 min、溶液pH值为7,腐殖酸(HA)的投加量为3 mg,温度为45 ℃时,铝皂石胶体对Cs⁺的吸附效果最好。溶液中阴阳离子对吸附的抑制作用顺序分别为:CO₃^2-＞HCO₃^-＞NO₃^-＞SO₄^2-,Ca²⁺＞Mg²⁺＞K⁺。铝皂石胶体对Cs⁺的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir热力学模型,是一个自发吸热的过程。     

杯芳烃双冠醚萃淋树脂对Cs+的吸附性能

利用真空灌注技术合成了萃淋树脂B4DC6/P120,并利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)等手段对材料进行了表征.通过静态吸附实验,研究了接触时间、HNO3浓度、温度和共存离子对B4DC6/P120吸附Cs+性能的影响,并通过动态吸附实验研究B4DC6/P120对Cs+的穿透曲线.结果表明:B4DC6/P120...     

类普鲁士蓝KNiFC无机吸附剂 在离子液体中吸附Cs+

研究了类普鲁士蓝吸附剂K₂NiFe(CN)₆(KNiFC)在室温离子液体(RTILs)中对Cs⁺的吸附,包括吸附动力学、吸附等温线、吸附机理,并且研究了配体N,N,N′,N′-四甲基丙二酰胺(TMMA)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、亚甲基二磷酸四异丙酯(TIPMBP)以及共存离子U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)对Cs⁺吸附的影响。结果显示：温度为298 K时,Cs⁺的饱和吸附量为40.3 mg/g;温度为338 K时,其饱和吸附量为49.2 mg/g;吸附平衡时间约为18 h。吸附可以很好地用准二级动力学描述,吸附反应为吸热反应。通过对吸附剂进行X射线光电子能谱法（XPS）表征,证明其吸附机理为阳离子交换机理。当Cs⁺、U(Ⅵ)或Th(Ⅳ)共同存在时,会发生吸附竞争。而当在Cs⁺、Th(Ⅳ)或U(Ⅵ)混合溶液中分别加入TMMA、DMF、TIPMBP后,Th(Ⅳ)几乎不被吸附,Cs⁺的吸附量不变;U(Ⅵ)吸附量很小,Cs⁺的吸附量变化不大。当离子液体中Cs⁺、Th(Ⅳ)或U(Ⅵ)共存时,可以通过加入配体来实现类普鲁士蓝KNiFC无机吸附剂对Cs⁺的选择性吸附。     

高温、高压和pH值多种因素作用下蒙脱石层间Cs+/UO2+2水化和扩散行为的分子模拟

作为核废物地质处置库缓冲回填材料的主要成分,蒙脱石在特殊环境（高温、高压和pH多种因素作用）下吸附阻滞核素的行为对缓冲回填材料的性能评估至关重要。为从微观分子尺度探究特殊环境下蒙脱石层间核素离子的吸附扩散行为,本文采用蒙特卡罗（MC）和分子动力学（MD）方法,分别研究了Cs⁺/UO²⁺₂在蒙脱石层间的吸附行为,以及高温、高压和pH值多种因素作用下的水化和扩散动力特征。MC结果表明：蒙脱石层间的Cs⁺、UO²⁺₂周围分别会形成1层和2层水化壳,且层间水分子与四面体中氧原子之间形成了明显的氢键;当c=1.25 nm时,蒙脱石层间最多可吸附285个水分子。MD结果表明：高温、高压和pH值都会对Cs⁺、UO²⁺₂的水化和扩散产生影响。常温、常压下pH值分别为11.85、12.15时,Cs⁺、UO²⁺₂水化壳中的水分子数最多;pH值分别为12.15、11.85时,Cs⁺、UO²⁺₂的扩散系数最大,分别为5.31×10^-13 m²/s和1.11×10^-12 m²/s。与常温、常压相比,高温、高压下Cs⁺、UO²⁺₂水化壳中的水分子数最多时,pH值分别为7.00、12.15;而Cs⁺、UO²⁺₂扩散系数最大（1.12×10^-12 m²/s、1.01×10^-12 m²/s）时的pH值均为12.15。     

电沉积法制备镍-63放射源工艺研究

微型核电池用镍-63放射源要求放射源表面发射率高、镀层薄、衬底小,以小体积、高比活度、低镍浓度的镍-63溶液作为电沉积液,建立一种直流恒流电沉积制备镍-63放射源的方法。采用该方法,衬底为紫铜材质、Ni²⁺浓度为1 g/L、电沉积液pH为3.5～4.5、氨基磺酸浓度为0.1 g/L条件下电沉积1 h,电沉积率可达95.8%。制备的镍-63放射源源片镀层紧密、光亮,厚度0.3~1.6 μm,其表面发射率最高可达2.40×10⁷ s^-1·(2πSr)^-1,活度最高可达1.89×10⁹ Bq,满足微型核电池的应用需求。同时,通过对剩余电沉积液进行回收、组分调节,实现了电沉积液的重复利用,减少了镍-63原料的浪费。     

模拟吸附放射性同位素137Cs和90Sr的Cd-MOFs材料合成及评价

为吸附后处理产生的高放废液玻璃固化过程中大量的放射性同位素⁹⁰Sr和¹³⁷Cs,采用溶剂热法合成阴离子型金属有机骨架［DMA］2［Cd₃(FDC)₄］·2H₂O,并评价其对锶、铯离子的吸附能力。采用粉末X-射线衍射、傅里叶红外和热重等方法确认Cd-MOFs的结构。扫描电子显微镜结果显示,在吸附Cs和Sr元素后,Cd-MOFs形貌没有发生明显变化。同时荧光发射光谱证实,Cd-MOFs吸附铕离子后,能够很好敏化铕离子,使材料发射出红色荧光。对锶、铯离子吸附实验结果显示,对锶、铯离子在前50 min即可完成超过50%的吸附,对铯离子的最大吸附量为63.94 mg/g,对锶离子的最大吸附量为53.06 mg/g。通过吸附动力学研究发现,Cd-MOFs对Cs和Sr离子的吸附均符合准二级动力学模型,证明对Cs和Sr离子的速率决策步为化学吸附。推测水合离子半径、有机骨架螺旋链间螺距等因素均对吸附效果有影响。     

核电厂离子交换树脂净化能力模拟实验研究

实验选取核电厂废液中典型裂变产物和腐蚀产物离子(Cs+、Sr2+、Co2+)配制水样,针对不同类型树脂、不同树脂层高以及不同床体积流速进行动态交换吸附实验,重点比较了不同条件下核级树脂净化能力(去污因子)的变化。结果表明:树脂层高的增加对去污效果的影响显著,特别是高交联度的树脂,对Cs+、Sr2+、Co2+的去污因子可增加约200%以上;在一定范围内提高床体积流速对树脂的去污效果存在影响,高交联度的树脂流速提高后去污因子有明显上升趋势;在10BV/h(BV=进水流量/树脂装填量)流速下树脂交联度的高低对水样的去污效果影响不明显;在1mg/L水样浓度下,大孔型阳树脂的去污效果较凝胶型阳树脂好;同等条件下,氢/氢氧型混合树脂处理离子态杂质的去污效果较单独的氢型阳树脂好。