温度对模拟高放玻璃固化体显微结构和抗浸出性能的影响

以模拟北山地下水为浸泡剂,采用静态浸出试验法(MCC-1),研究了温度(40～150℃)对模拟高放废液硼硅酸盐玻璃固化体显微结构和抗浸出性能的影响.结果表明:玻璃固化体浸泡42 d后,在90℃及以上温度出现了蜂窝状的页硅酸盐和铝硅酸盐矿物,在150℃还新生成了白色板状BaSO4晶体;Si、B、Cs和U元素的归一化浸出率(LR)在28 d后趋于平稳,且随着温度升高浸出率逐渐升高;基于B元素浸出速率的表观活化能约为27.8 kJ/mol;玻璃固化体在90℃模拟地下水浸泡28 d后的LRSi、LRB、LRCs、LRU分别为1.45×10-1、1.39×10-1、2.48×10-1、1.3×10-1g/(m2·d).     

硼硅酸盐玻璃固化体蚀变层结构及浸出行为研究

采用挂片静态浸泡法评价了硼硅酸盐玻璃固化体经模拟地下水侵蚀长达364 d的浸出行为,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜-X射线能谱仪(BSE-EDS)等手段分析了蚀变层物相、形貌及成分随时间的变化情况.结果表明,浸泡56 d后玻璃固化体表面出现了蜂窝状的页硅酸盐,其结构疏松且孔隙较大,使得Si、B的浸出速率略有升高;91 d后由蜂窝状转变为短棒状形貌并出现了棱柱状CaCO3和片状BaSO4晶体,随着时间进一步延长其结构变得更加致密,Si、B的浸出速率因此逐渐下降且Si的浸出比B低一个数量级;蚀变层主要由富Mg硅酸盐二次相和凝胶层构成,其厚度随着浸泡时间的延长而增加,二次相厚度在182d后基本保持不变;Cs在7 d内快速浸出后逐渐下降,U的浸出速率总体呈下降趋势.     

硼硅酸盐玻璃浸出前后结构变化的研究

硼硅酸盐玻璃作为最具工业化应用前景的高放射性废物的固化基材,其中的放射性核素主要以浸出方式进入生物圈.本工作采用了MCC-1静态浸泡法对在90℃去离子水中浸泡28 d后的硼硅酸盐玻璃的浸出行为进行了研究.借助电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及掠入射X射线衍...     

磷钼杂多酸盐催化剂的制备及脱硫应用

采用十六烷基三甲基氯化铵、磷钼酸和乙醇为原料,制备磷钼杂多酸盐催化剂,然后对其脱硫性能进行考察.实验过程中考察了催化剂制备条件对催化剂催化脱硫性能的影响.从而确定了催化剂最佳制备条件:十六烷基三甲基氯化铵与磷钼酸的摩尔比为1:1;制备温度为60℃;反应时间为2h;干燥活化时间为10h.在上述的实验条件下,精制的磷钼杂多...     

制备工艺对重晶石-硼硅酸盐玻璃陶瓷结构及性能的影响

采用熔融法制备重晶石-硼硅酸盐玻璃陶瓷,研究工艺差异对玻璃陶瓷物相组成、显微结构、硫含量以及抗浸出性能的影响.结果 表明,将基础玻璃原料与BaSO4直接混合熔制(工艺A)和将基础玻璃原料煅烧后再与BaSO4混合熔制(工艺B),对玻璃陶瓷结构和性能无显著影响,工艺A和工艺B制得的玻璃陶瓷包容硫含量分别为2.04wt％和2.19wt％(以SO3计).而先制得玻璃再与BaSO4混合熔制(工艺C),获得的玻璃陶瓷中BaSO4含量较高,包容的硫含量达4.45wt％.产品一致性试验(PCT)研究表明,工艺C制得的玻璃陶瓷初始浸出率较高,28 dNa、B、Si元素归一化浸出率较低(～10-2 g·m-2·d-1).     

高放废液硼硅酸盐玻璃固化体热学性质和化学稳定性的统计结构模拟

统计结构模拟法具有高效、准确等优点,可以帮助建立配方设计模型以适应不同类型高放废液的固化需求.以模拟高放废液硼硅酸盐玻璃固化体为例,以玻璃转变温度Tg、热膨胀系数α及Li、Na、B的元素浸出率为目标性质,研究了统计结构模拟法在核废料玻璃固化配方开发领域的应用.结果表明:利用样品的结构数据,可对硼硅酸盐玻璃固化体的Tg,...     

TiO2对铝硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备不同TiO2含量的RO(包括CaO、MgO)-Al2O3-SiO2-B2O3系玻璃。利用红外光谱技术研究TiO2对玻璃结构的影响,分别探讨了玻璃密度、化学稳定性和介电性能的变化规律。结果表明:少量TiO2的加入能够增大玻璃结构聚合度,过多的TiO2将使玻璃结构变得相对疏松;随着TiO2含量的增加,介电常数和介电损耗在1MHz频率下先减小后增大,玻璃析晶倾向和密度呈现增大的趋势,耐酸和耐碱失重比呈现先减小后增大的变化。     

KOH对离子交换增强硼硅酸盐玻璃性能的影响

采用低温型离子交换法对硼硅酸盐玻璃进行增强。以掺有添加剂KOH的KNO3混合熔盐作为离子交换源,研究KOH掺入量对硼硅酸盐玻璃抗折强度、显微硬度和透过率的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察离子交换后试样的表面形貌和结构。研究结果表明:KNO3熔盐中的WKOH/WKNO3为0.5时,硼硅酸盐玻璃的抗折强度和显微硬度都取得了最大值。     

温度制度对硼硅酸盐泡沫玻璃结构的影响

实验以SiO2和H3BO3为主要原料制备了硼硅酸盐泡沫玻璃.通过改变烧成温度和保温时间,探讨了温度制度对泡沫玻璃的结构的影响.利用SEM分析了泡沫玻璃的气泡结构,并对试样进行了抗酸性测试.随着温度的提高和保温时间的延长,气泡的尺寸逐渐增大,直至连通、破裂.在1250 ℃保温60 min制得的泡沫玻璃的气泡结构最佳.在0.1 mol/L的稀硫酸中浸泡2个月,质量变化率为0.46%～2.28%.     

CaO含量对镧硼硅酸盐玻璃陶瓷晶相和化学稳定性的影响

采用熔融冷却法制备了Na₂O-CaO-La₂O₃-B₂O₃-SiO₂玻璃,经热处理获得了硅酸盐氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、产品一致性试验(PCT)法等方法探究了CaO取代SiO₂对该硼硅酸盐玻璃陶瓷物相、微观结构和化学稳定性的影响规律。结果显示:随着CaO含量增加,硅酸盐氧基磷灰石晶相衍射峰增强,其他晶相的衍射峰减弱直至消失,当CaO摩尔分数为15%时获得只含CaLa₄(SiO₄)₃O晶相的玻璃陶瓷样品;CaO含量会对玻璃陶瓷的晶相种类和晶体形状、大小、分布产生影响,CaO含量变化会造成陶瓷相晶体发生团簇和长大;采用PCT法浸泡28 d后,所有样品关于Si、Ca、La三种元素的归一化浸出率(g·m^-2·d^-1)均保持在10^-3数量级以下,表明其具有优异的化学稳定性,且CaO摩尔分数为15%的玻璃陶瓷样品化学稳定性最优异。研究结果表明,硅酸盐氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷是固化富La和某些锕系元素高放废物的潜在基材。     

Al2 O3对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

硼硅酸盐玻璃具有优良的抗热冲击性能和优异的光学性能。主要探讨了Al2 O3对硼硅酸盐玻璃的结构和性能的影响。通过红外光谱测试分析了Al2 O3含量不同时玻璃的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数,转变温度、膨胀软化温度、粘度和化学稳定性。研究结果表明：Al2 O3的加入使得玻璃结构中[ BO4]减少,[ BO3]相应增加,从而使得玻璃结构疏松。玻璃的热膨胀系数增大,Tg 和膨胀软化点Td 降低,化学稳定性减弱;但玻璃的软化点Tf 在Al2 O3含量小于3%时,随Al2 O3含量增加有降低趋势,大于3%时随Al2 O3含量增加有增大的趋势。玻璃的高温粘度随Al2 O3的加入增大,但低温粘度减小。     

R2O对低熔点硼硅酸盐玻璃性能的影响

R2O-A l2O3-B2O3-SiO2-TiO2-F玻璃系统中在碱金属氧化物R2O(Li2O、Na2O、K2O)总量不变的情况下,通过调节R2O的组成,分别研究了组成变化对玻璃热膨胀系数、化学稳定性和转变温度Tg、软化温度Tf的影响规律。研究表明,R2O组分的调节可以明显降低玻璃的热膨胀系数、酸性失重、转变温度Tg以及软化温度Tf,而对碱性失重影响不大。     

浅谈硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势

硼硅酸盐玻璃具有良好的热稳定性和化学稳定性,已在仪器玻璃、器皿玻璃等领域得到了广泛应用;随着玻璃熔制工艺和耐火材料的发展,硼硅酸盐玻璃将在更多的领域得到应用.本文结合实际生产和应用情况,概括和总结了硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势.     

磷钼钒杂多酸盐M_xH_yP_2Mo_(15)V_3O_(62)的合成及其催化性能研究

合成了Dawson型磷钼钒杂多酸盐,通过苯甲醛乙二醇缩醛反应,研究了催化剂用量、种类对反应过程的影响,并讨论了催化剂的重复使用性能。结果表明,YH6P2Mo15V3O62/Pa催化剂对苯甲醛和乙二醇缩醛反应具有较好的催化活性;随着催化剂用量的增加,苯甲醛的转化率逐渐增大,催化剂用量增加到0.2 g时,转化率达到93.3%;之后,苯甲醛的转化率随催化剂用量增加变化很小,0.2 g为催化剂适宜用量;催化剂具有良好的重复使用性能。     

Al2O3/SiO2对铝硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了铝硼硅酸盐玻璃。通过改变玻璃组成中Al₂O₃/SiO₂比,研究了玻璃组成对玻璃性能的影响。通过光电子能谱(XPS)和核磁共振波谱(NMR)分析了玻璃的结构。结果显示,在Al离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构和少量五配位[AlO₅]、六配位铝[AlO₆]结构,Si离子主要形成Q4结构;在Si离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构,Si离子主要形成Q⁴和Q³结构。随着Al₂O₃/SiO₂比的增大,玻璃中桥氧(BO)数减少,形成[BO₄]和[BO₃]构成的硼氧环结构。这些玻璃结构的变化导致玻璃的热膨胀系数、玻璃转变温度和玻璃软化温度随着Al₂O₃/SiO₂比的改变而变化。     

铈和铽离子掺杂硼硅酸盐玻璃的发光性能

采用传统方法制备了Ce3 和Tb3 掺杂的硼硅酸盐玻璃样品.应用紫外可见分光光度计和荧光光谱仪测试了样品的透过、激发和发射光谱,并测量了Ce3 掺杂玻璃样品在X射线激发下的发射光谱.结果表明:基质玻璃具有很好的透光性能,截止波长约为300 nm,适于用作掺杂稀七离子的玻璃闪烁体的基质材料;与基质玻璃相比,Ce3 掺杂玻璃样品的截止波长发生红移;随着Ce3 离子含量的增加,样品的紫外截止波长向长波方向位移;随着基质玻璃光碱度的增加,Ce3 掺杂玻璃样品的激发峰和发射峰发生红移,Stokes位移增大;对于Ce3 和Tb3 共掺杂硼硅酸盐玻璃,存在Ce3 敏化Tb3 发光现象;在X射线激发下,Ce3 掺杂玻璃样品的发射光谱与荧光光谱相似,但发射峰发生红移.     

硼硅酸盐玻璃成分对硫酸钡热稳定性的影响

研究了硼硅酸盐玻璃主要成分(SiO₂、Na₂O、B₂O₃)对硫酸钡(BaSO₄)热稳定性的影响,分析BaSO₄分别与SiO₂、Na₂O、B₂O₃的混合物在不同温度(800～1 200℃)煅烧后的物相组成、显微结构、硫含量和拉曼光谱。结果表明:当BaSO₄:SiO₂摩尔比为7.5:92.5 (样品A)时,在温度低于1 200℃煅烧后其物相均为BaSO₄和SiO₂,温度达到1 200℃时出现了少量硅钡石(BaSi₂O₅)相;当BaSO₄:SiO₂:Na₂O为7:86:7 (样品B)时,在800℃煅烧后即出现了少量BaSi₂O₅相,当温度...     

碱土金属氧化物含量对模拟高放废液玻璃固化体析晶行为的影响

以硼硅酸盐玻璃作为基础玻璃基材,通过熔融法制备了含16%(质量分数)模拟高放废液的玻璃固化体,探究了碱土金属氧化物含量对玻璃固化体析晶行为的影响,以期在保证玻璃固化体性能要求的前提下,通过控制碱土金属氧化物的含量抑制玻璃固化体的析晶倾向。结果显示:碱土金属氧化物(CaO+MgO+BaO)含量在7%~19%(质量分数)时,玻璃固化体析晶上限温度和析晶率随碱土金属氧化物含量的降低而逐渐降低;玻璃网络聚合度的增加能够显著增强玻璃固化体的抗析晶性能,当碱土金属氧化物含量低于11%(质量分数)时玻璃固化体中硫酸盐的溶解度明显下降。基于包容0.7%(质量分数)SO₃的要求,碱土金属氧化物含量适宜组成应控制在11%(质量分数)以上。