CECE法重水电解分离氚的热力学研究

文章研究了CECE法中D2-含氚重水同位素交换以及电解的热力学问题，即可逆分解电压和2个反应（19—1）和（19—2）的热力学平衡条件。研究给出了H2O，HDO，D2O，DTO和T20的可逆分解电压。H2O（0）与T2O（4）的可逆分解电压的相差为0．047V，如要保留T2O，则实际的分解电压不能大于H2O的分解电压。同时，导出了这5种氢同位素水的平衡蒸汽压和汽化热与温度（0—100℃）的函数关系。从热力学来讲，反应（19—1）和（19—2）的平衡常数都很小，在静态反应中难以实现，如果在流动系统中，则能符合条件Q〈K，使反应进行。电解分离氢同位素水的最大的难点是选择性差，可以探索使用光催化分离的方法。

二维材料复合质子膜的制备及其氕氚分离性能研究

采用溶液浇铸法分别制备了Graphene-Nafion和hBN-Nafion 2种二维纳米复合质子交换膜,利用XRD､ATR-FT-IR和SEM对复合膜的结构及微观形貌进行表征,并对复合膜的离子交换容量､质子电导率､机械性能和热稳定性进行测试,结果表明,Graphene和hBN纳米片均匀地分散于Nafion基体内部。相较于重铸Nafion膜(空白对照样品),复合膜的离子交换容量､质子电导率以及机械性能均有不同程度的提升,特别是在掺入质量分数为0.50%时,Graphene-Nafion和hBN-Nafion复合膜的质子传导性能约为重铸Nafion膜的1.25倍和1.14倍。通过对比Graphene-Nafion和hBN-Nafion 2种复合膜的氕氚分离性能发现,在初始氚水比活度为3.51×10^(7)Bq/L时,持续电解超过60 h,2种复合膜的氕氚分离系数分别为5.73和8.46,氚回收率分别为78.53%和85.35%,表明hBN-Nafion复合膜具有更好的氕氚分离性能。

石墨烯复合膜制备工艺及其对氕氚的分离研究

采用真空热压和热释胶转移-热压法2种工艺制备了石墨烯复合膜,同时利用其开展了氚水富集的实验研究。结果表明,真空热压工艺热压温度过高将导致复合膜的质子传导性能衰减,且大面积石墨烯转移成功率低;而热释胶转移-热压法工艺可灵活制备不同尺寸的复合膜,且复合膜性能较为稳定。在此基础上,利用热释胶转移-热压法成功制备了反应面积为2 cm×2 cm的石墨烯复合膜,利用复合膜对比活度为3.51×10^(5)Bq/L的氚水进行电解富集实验,氕氚分离系数可达10.45。

大通量低活度含氚废水浓缩除氚工艺技术研究

通过对国内外常用氚分离技术的分析,论述了大通量低活度含氚废水浓缩除氚技术的研究意义,并提出了利用催化交换蒸馏分离技术,实现大通量低活度含氚废水浓缩除氚技术研究的新方法、新思路及研究建议,具有重要的实际应用价值。