活性炭对氡吸附性能的影响因素研究

为了防止室内空气氡危害人体健康,采用被动式活性炭盒法,利用带铅室的低本底NaI (Tl)闪烁探测器测量活性炭样品的γ能谱总净计数,分别研究活性炭的吸附时间、干燥性、用量和放置位置对氡吸附量的影响,精确测量室内空气中的氡浓度。结果表明,最佳吸附时间为3 d或4 d;干燥的活性炭对氡的吸附能力强,前3 d,烘干活性炭的吸附量大于未烘干活性炭,最终两者吸附量相当;当氡在活性炭中的渗透深度小于活性炭的装填深度时,不同用量的活性炭对氡的吸附量相当,随着渗透深度增大,活性炭用量多的吸附量大;在氡浓度不均匀的密闭室内,活性炭放置位置对氡的吸附量无影响。综上所述,采用活性炭盒法测量室内空气氡浓度,应采用烘干、适量的活性炭,吸附时间为3 d或4 d,且不需考虑活性炭在室内的放置位置。     

气流比速对活性炭氡吸附影响研究

为提高活性炭的氡吸附效率以及为降低氡净化成本提供参考,研究了在主动吸附模式下,设置活性炭在不同气流比速的条件下进行氡吸附实验,测量活性炭的氡吸附量。杏壳活性炭与煤质活性炭的氡吸附量随气流比速度的增加,没有较大变化;气流比速在0.9~2.0 cm/s依次增大时,椰壳活性炭的氡吸附量没有较大变化。气流比速在2.0~3.1 cm/s依次增大时,椰壳活性炭的氡吸附量呈先增加后降低的趋势,当气流比速为2.7 cm/s左右时,椰壳活性炭氡吸附量达到峰值,可选取2.7 cm/s作为椰壳活性炭氡吸附的最佳气流比速。     

活性炭吸附测氡法静态吸附系数测量研究

建立了一种简便的静态吸附系数的测量方法,并对相关活性炭吸附氡的静态吸附系数进行测量,将测量结果与相同条件下动态吸附法测量的相应结果进行对比。从比较结果来看,静态吸附系数K_s与动态吸附系数K_d的比值恒定,接近于1。这种方法可用于活性炭种类的筛选和吸附条件的初期探索,可为最终活性炭吸附的工程条件的选择和确定节省大量的初期工作。此外,此方法也可为其他吸附材料对氡吸附系数的初步测量及相关测量研究提供一种简单快速的测定方法。     

活性炭对氡吸附行为的研究

针对活性炭对氡有较强的吸附能力的特性，研究了在大气环境中活性炭对氡的吸附行为，得出了活性炭的最佳暴露时间，装填厚度以及所含水分对活性炭吸附能力的影响，并根据气－固相吸附理论进行了分析。     

低温活性炭降氡技术研究

地下低本底实验室在创造低放射性本底实验环境方面有着很大的降氡需求,为此本文研发了一种原理性活性炭降氡装置,以筛选出的KC-6型活性炭为研究对象,使用连续进气法,在-50~25℃温度范围内测量了活性炭对氡的动力学吸附系数。实验结果表明,在该温度范围内,活性炭的动力学吸附系数与绝对温度呈指数关系,降低活性炭的温度能显著提高活性炭对氡的吸附性能,在-48℃的温度条件下,活性炭的动力学吸附系数达171.4L/g,较室温条件下增加了20倍以上。依据本实验获得的实验数据,计算出KC-6型活性炭的吸附热Q=(20.5±1.7)kJ/mol。     

活性炭对环境氡的吸附效果研究

利用活性炭对一定体积容器内天然矿石产生的氡进行吸附,使用氡测量仪对容器内的氡浓度进行测量,运用最小二乘法拟合最佳曲线计算出不同质量活性炭对氡的吸附程度,进而探讨了活性炭对环境氡的吸附效果。计算结果表明,活性炭对单位空间体积内的氡具有很好的吸附效果,能够很好地对室内氡进行改善,以达到室内除氡的效果。     

活性炭吸附法测量铀尾矿氡析出率

介绍一种用活性炭吸附法测量铀尾矿表面氡析出率的方法，简要叙述了采样器和测量仪器的性能、特点，刻度及测量方法。通过在铀尾矿库的现场连续一年的监测，研究铀尾矿库年氡析出率的变化规律，总结测量年平均氡析出率的最佳季节和条件。     

几种不同吸附氡性能活性炭的孔结构表征

在氡室内测定了4种椰壳基活性炭样品对氡的动态吸附系数,发现不同活性炭对氡的吸附能力有较大差别。为了分析活性炭降氡性能与孔结构的关系,采用氮吸附方法测定了4种样品在77.3K时对氮的吸附等温线,并计算了孔的比表面积、孔体积、平均孔径和孔径分布孔等参数。结果表明,比表面积为800m²/g时活性炭对氡有较强的吸附能力,比表面积相近时,微孔部分所占的百分比越高对氡的吸附能力越强。采用不同的理论方法对4种样品的孔径分布进行了表征。H-K方法计算的微孔分布表明微孔分布以超微孔为主,BJH方法的结果表明吸附氡性能较好的活性炭在中孔部分呈多峰分布,DFT全孔分布计算结果表明,微孔尺寸分布在0.7～2nm之间,中孔范围也有显著的多峰分布,但在孔径尺寸上与BJH方法得到的结果略有不同。     

活性炭局部降氡效率理论模型研究

活性炭具有较强的吸氡能力,利用该特性可实现局部空间降氡的目的。本文研究了活性炭局部降氡实际应用中最大降氡效率与活性炭吸附系数、活性炭质量、空间体积、环境温度及湿度等的关系,建立了计算活性炭局部降氡效率的理论模型,并通过菲律宾产4×8目和12×20目两种粒径的活性炭对理论模型进行了实验验证。结果表明,理论值和实测值的一致性较好,相对偏差均在±4.7%以内。     

活性炭对85Kr气体的吸附特性研究

阐述了活性炭对^85Kr吸附作用的测量原理及方法,并针对在一定的抽气速度的情况下,给出了取样时间与活性炭计数率的关系曲线和^85Kr的浓度与活性炭计效率的关系曲线。     

活性炭高压吸附氡气技术研究

加压是提高活性炭吸氡效率的有效途径之一,但加压又伴随着不利于氡吸附的温湿度变化。为此设计并构建了消除这些不利变化的活性炭高压吸附装置,模拟了5种活性炭吸附环境,研究了动态吸附系数与压力、温度、湿度的关系。实验结果表明,增加系统压力并降低相对湿度和吸附温度,活性炭吸附氡气的动态吸附系数得到成倍的提高,高压低温低湿状态（0.6 MPa,0 ℃,20%~24%）的动态吸附系数是常压常温常湿状态（0.1 MPa,28 ℃,54%~65%）的5倍。此研究为今后开展加压吸氡技术相关影响因素的系统研究和高效除氡装置的研制打下了基础。     

活性炭变压吸附法降低空气中的氡气

为解决活性炭连续降氡过程中的在线再生问题,建立了降低空气中氡气的活性炭变压吸附法。该方法通过两个活性炭床变换吸附与解吸的角色,实现了持续输出低氡空气的目的。利用该方法分别在解吸气流比(λ)值为30%、53%、75%的条件下,测量装置输出口的浓度随时间的变化,结果表明在λ值为75%时,活性炭实现了再生且系统达到了循环稳态。     

提高活性炭吸氡效率的液氮改性方法

优质椰壳活性炭被广泛用作氡、碘等气载放射性的吸附材料。为提高其吸氡能力,本文采用液氮浸泡、液氮浸泡与蒸发并行和低温氮气冲洗的活性炭改性方法,分别对优质椰壳活性炭进行了改性研究,并改进了静态法测量材料对氡的吸附系数的计算方法。结果表明,连续液氮浸泡与蒸发对活性炭改性的效果最好,改性活性炭对氡的吸附系数随连续液氮浸泡与蒸发次数的增加呈先增大后减小的规律,连续改性4次的改性效果最佳,改性活性炭的吸附系数提高了36%;液氮浸泡对活性炭改性也有一定效果,改性活性炭对氡的吸附系数最大可提高15%;低温氮气冲洗对活性炭改性没有效果。活性炭改性前后样品的BET表征结果表明,改性活性炭对氡的吸附能力的提高与054 nm孔径的微孔比表面积增加有明显的正相关性。该方法具有改性工艺简单、周期短、成本较低等优点。     

The Effect of Some Soil Characteristics on Soil Radon Concentration and Radon Exhalation from Soil Surface

To find out the impacts of soil characters on radon concentrations in soil and radon exhalation from soil, field measurements on soil radon concentrations (60 cm under the soil surface) and radon exhalation rate from soil surface were carried out in totally 31 points with different types of soil in three cities in both South and North China. Soil radium contents, water contents, soil porosity and grain size were concretely analyzed in our laboratory. The linear simulation was used to analyze the above data. The results showed that radon exhalation rate from soil and radon concentrations in soil have direct proportion to soil radium contents. Rather high radium content and radon exhalation rate were measured in Guiyang area, 67±28Bq/kg and 40±59mBq/m²-s, however no high soil radon concentration was found due to the difficulties in the measurements on clay soils with high water saturation. Compared with soil radium contents, radon exhalation rate from soil and soil radon concentrations are more easily impacted by soil characters and change in a rather large range.     

低射气介质地区浅部土壤氡气迁移规律研究

以内蒙古乌兰察布低放射性地区所测氡浓度作为分析对象,运用分形理论,提出了氡浓度分形分析法,得到在坑深30～60 cm范围内氡浓度分布的分形规律和分形维数。结果表明,不同坑深下,氡气分布具有很强的自相似性,符合分形规律,且分形维数在坑深40 cm左右达最小值。氡气浓度均值变化系数定量地表征了不同坑深下氡浓度变异程度,得出坑深40 cm左右变化率最小,分布相对稳定。两种方法相结合表明,野外测氡时,坑深取40 cm效果较好。     

复杂混合气体组分在低温活性炭表面的吸附特性

为实现大体积气体中微量放射性气体Kr、Xe同位素的测量,须将混合气体进行浓集并将目标气体吸附于10 mL左右的活性炭源盒中。本实验对混合气体中各组分在活性炭分离柱上的吸附性能进行研究,建立了通过去除其他杂质气体、浓集大体积气体制备放射性Kr和Xe活度源的方法。根据反应堆流出气体和核爆可能生成的气体组分,配制了模拟气体,使用活化的4A分子筛对其中的水和CO₂进行模拟去除,获得了流程中去除水和CO₂的实验条件;选择5个低温点(273、264、255、246、238 K),在低温活性炭柱上对H₂、CO、CH₄、Kr和Xe的吸附特性进行研究,测定了各气体在不同温度下的吸附穿透曲线。结果表明,室温下4A分子筛对水和CO₂有较好的吸附效果。低温下,H₂、CO不易在活性炭表面吸附;CH₄、Kr吸附性质相似;Xe吸附能力较强。低温下难以去除的CH₄可在高温下氧化去除。因此,可根据混合气体中各组分性质的不同实现杂质气体的去除和目标气体Kr、Xe的回收测量。     

Plasma Modification of Activated Carbon Fibers for Adsorption of SO_2

Viscose-based activated carbon fibers(VACFs)were treated by a dielectric-barrier discharge plasma under the feed gas of N_2.The surface functional groups of VACFs were modified to improve the adsorption and catalysis capacity for SO_2.The surface properties of the untreated and plasma-treated VACFs were diagnosed by SEM,BET,FTIR,and XPS,and the adsorption capacities of VACFs for SO_2 were also compared and discussed.The results show that after the plasma treatment,the external surface of VACFs was etched and became rougher,while the surface area and the total pore volume decreased.FTIR and XPS revealed that nitrogen atoms were introduced onto the VACFs surface and the distribution of functional groups on the VACFs surface was changed remarkably.The adsorption characteristic of SO_2 indicates that the plasmatreated VACFs have better adsorption capacity than the original VACFs due to the nitrogen functional groups and new functional groups formed in modification,which is beneficial to the adsorption of SO_2.