HKUST-1和Co-MOF-74颗粒的稳定性及其分离低浓度氙氪的实验研究

Xe和Kr的分离对放射性Xe同位素活度的准确测量具有重要意义。为研究HKUST-1和Co-MOF-74在核数据测量用气体源制备工况条件下的稳定性及其分离低浓度Xe和Kr的性能,本文首先使用粘结剂聚乙烯醇对HKUST-1和Co-MOF-74粉末样品进行造粒,并表征了造粒前后HKUST-1和Co-MOF-74样品的晶体结构,分析了造粒过程对晶体结构的影响;然后采用静态吸附法测定了N 2、Xe和Kr在粉末样品和颗粒样品上的吸附等温线;随后研究对比了粉末样品和颗粒样品的水稳定性、热循环稳定性和γ射线辐照稳定性;最后采用固定床吸附-脱附法开展了HKUST-1颗粒样品分离低浓度Xe和Kr的初步研究。结果表明:使用聚乙烯醇粘结剂造粒未对HKUST-1和Co-MOF-74粉末的晶体结构造成明显损伤,HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品的BET比表面积较造粒前分别减小11%和6%;HKUST-1和Co-MOF-74样品造粒前后在25℃时对低压下的Xe(Kr)吸附量基本相同,HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品的Xe/Kr亨利选择性分别为9.70和9.15;HKUST-1颗粒样品的水稳定性和热循环稳定性好于Co-MOF-74颗粒样品,HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品均具有良好的耐γ射线辐照性能;采用固定床吸附-脱附法,HKUST-1颗粒样品可将低浓度的Xe和Kr分离,Xe和Kr的柱分离度为0.96。