铀离子的微生物吸附回收技术

研究了指状青霉菌对溶液中铀离子的生物吸附作用。通过静态吸附实验考察了影响吸附的实验因素,在25℃、pH=4时,指状青霉菌对铀的饱和吸附量可达155 mg/g(湿重),溶液的酸度是影响铀离子吸附的主要因素。Na2CO3和NaHCO3可有效解吸菌体上吸附的铀离子。

某些花岗岩型铀矿床成矿热液中的含铀离子和沉淀机理

华南某些重要花岗岩型铀矿床成矿阶段含铀热液系Ca^(2+)-Na^+/HCO_3^--F^-型弱碱性热液,热液中UO_2(CO_3)_2^(2-)和UO_2F_4^(2-)的活度最大。热液蚀变反应、温度和压力的降低以及岩石的还原容量是导致热液的Eh值降低、铀开始沉淀的Eh值升高的重要因素,铀的沉淀机理是含铀离子的被还原作用。

方解石负载羟基磷灰石复合材料去除水中铀离子的PRB活性介质研究

铀污染地下水分布于世界多国,其危害备受关注。本文基于溶胶凝胶法制备方解石负载羟基磷灰石复合材料(CLHC),通过静态与动态对比试验,探讨了PRB活性介质对水中铀离子的吸附机理和去除效果。试验结果表明,制备的CLHC表面被羟基磷灰石覆盖,对铀离子具有较强的吸附能力。当U的初浓度为5.0 mg/L、试验周期为2 h、溶液pH值为4、CLHC用量为0.5 g/L时,CLHC可以吸附水中所有的铀离子。CLHC对铀离子的吸附过程可以用Langmuir等温吸附模型、粒子内扩散吸附动力学模型和准二级吸附动力学模型较好地进行描述。石英砂负载羟基磷灰石与CLHC相比,后者具有更强的吸附能力,而且具有更长的使用寿命。CLHC在吸附铀的过程中没有价态变化,其对铀离子的吸附主要为离子交换的化学吸附。本研究的成果可为可渗透反应墙被应用于铀污染地下水修复提供试验依据。

无机矿物对铀离子的吸附研究进展

随着核能工业的发展,产生大量的含铀工业废水,若不经过降浓处理而直接排放在周围环境中,将会对生态环境和人类健康造成极大的威胁。无机矿物因其较大的比表面积、表面丰富的官能团、和成本较低的特点,是吸附法处理废水应用中作为固体吸附剂的高潜力材料之一。在本论文中,以无机矿物入手,综述了近年来无机矿物用于铀酰离子的吸附研究,以期为相关研究工作者提供参考。

类氢铀离子的辐射电子俘获角分布研究

分析了在重离子冷却储存环上测量的辐射电子俘获产生的X射线能谱 ,得出了K REC光子的相对微分角分布 ,通过与非相对论理论和全相对论理论的计算结果进行比较 ,从实验上证明了相对论重离子 原子碰撞中自旋翻转跃迁的存在 ,实验结果与全相对论理论计算结果一致 .同时还证实 ,重离子体系本身的相对论性质对碰撞过程有重要影响 .

热电离质谱法测定铀同位素过程中铼灯丝氧化对目标铀离子形成的影响

采用热电离质谱法(thermal ionization mass spectrometry,TIMS)测定铀同位素过程中,质量分馏效应会引起同位素比值测量值偏离真值,一般采用外标校正法对质量分馏效应进行校正,这要求测量过程中标准物质和样品产生一致的质量分馏行为。因此,除考虑点样的一致性外,测量过程中产生单一的目标离子也非常重要。本研究采用热电离质谱技术考察了铼灯丝氧化对铀同位素测定的影响。将1μg铀以硝酸盐溶液的形式点于铼样品带上,通过监测铀及其氧化物的离子流强度,发现铀主要存在U+和UOx+(x=1或2)的电离形态,并且灯丝表面氧化程度越高,UOx+的产率越高(UOx+/U+可达到1)。实验结果表明,灯丝去气过程过早使灯丝暴露于大气或点样过程中,以及使用较高的样品蒸干电流都会加剧灯丝的氧化。控制灯丝表面氧化或点样过程中加入石墨,可有效降低UOx+的产率,提高目标离子的电离效率。全蒸发测量结果表明,UOx+离子流强度大小对测量结果无明显影响,但通过降低UOx+的离子流强度,可提高测量结果的重现性,进而提高测量过程中分馏行为的一致性。该研究可为提高铀同位素测定过程中样品的利用率提供理论依据。

偏磷酸钛基体中四价铀离子的荧光

本文用蒸发溶液法制备了Th(PO_3)_4、U(PO_3)_4及掺杂了U_(4+)的Th(PO_3)_4:U^(4+)单晶,确定了β-U(PO_3)_4属于正交晶系C_(mca)-D_(2h)^(18)点群,α-U(PO_3)_4和Th(PO_3)_4都为三斜晶系P_1或P_1点群,给出了它们的晶格参数.测量了U(PO_3)_4吸收谱,和Th(PO_3)_4基体中U^(4+)的激发和荧光谱.在近紫外光激发下,Th(PO_3)_4:U^(4+)产生一组荧光,对应于U^(4+)离子的6d-5f电子跃迁.270和298nm的荧光寿命约10ns,对应于电偶极跃迁.在波长为553nm绿光激发下,Th(PO_3)_4:U^(4+)中四价铀的电子产生上转换效应,释放出358和533nm窄带荧光、它们属于U^(4+)的5f—5f电子跃迁,分别对应于~3P_2-~3H_4和~1I_5-~3H_4。给出了相应的荧光和上转换效应的跃迁能级图.

MOF-808的制备及其对水中铀离子的去除研究

含铀废水不仅污染环境,还会对居民的生命健康带来巨大危害。金属有机骨架(Metal-Organic Framework, MOF)材料具有大的比表面积、可调控的孔隙和丰富的吸附位点,在水体中铀等离子的去除方面前景广阔。本文合成了锆基金属有机骨架材料MOF-808,并用于去除水体中的铀离子;研究了MOF-808用量、初始铀离子浓度、pH和温度等条件对MOF-808吸附铀离子的影响,发现MOF-808吸附铀离子是一个符合Langmuir模型的自发过程;确定在pH=6时,12 h后MOF-808对铀离子的吸附量可达742 mg/g,是目前报道的吸附铀离子的最佳MOF材料之一;通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等手段对MOF-808进行表征,发现MOF-808对铀离子具有较高的吸附能力是由于铀离子与MOF-808上的Zr-O-C等基团间发生了较强的相互作用。

载铁活性炭的制备及其吸附水溶液中铀离子的性能

采用液相还原法制备载铁活性炭,对负载铁前后及吸附铀离子U(VI)后的活性炭进行表征,考察了其吸附性能.结果表明,铁以球形疏散负载于活性炭的孔隙中,载铁后比表面积为10.3 m^2/g,孔容为0.0245 cm^3/g,最可几孔径为10.5 nm.吸附U(VI)过程中铁表面发生腐蚀并形成新晶体,比表面积增至16.7 m^2/g,孔容增至0.0955 cm^3/g,最可几孔径增至17.9 nm.载铁活性炭对水溶液中铀离子的吸附机理为吸附、氧化还原和沉淀.在Fe SO4?7H2O与活性炭质量比1.25/1、载铁活性炭投加量0.6 mg/m L、反应时间60 min及pH值5.00的条件下,水溶液中U(VI)的去除率最佳,达99.9%,U(VI)初始浓度和反应温度的影响较小.载铁活性炭吸附U(VI)的过程符合Freundlich(R2=0.992)和Langmuir(R2=0.943)吸附等温模型,动力学过程符合准二级动力学模型(R2=0.999),扩散速率主要由液膜扩散控制.

铀(Ⅲ)离子的吸收光谱及其稳定性研究

本文采用汞阴极电解还原法制备了铀(Ⅲ)溶液,研究了在盐酸介质中各种氨羧络合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、1,2-环已烷二胺四乙酸(CyDTA)、三乙基四胺六乙酸(TTHA)和水溶性有机溶剂甲醇、乙醇和丙酮的存在对铀(Ⅲ)稳定性影响,测定了在不同盐酸浓度中铀(Ⅲ)和铀(Ⅳ)的吸收光谱。实验表明,在0.5-4.5mol/l盐酸浓度范围内铀(Ⅲ)的摩尔吸光系数为167cm^(-1)·mol^(-1)·l(波长521nm处),铀(Ⅳ)的存在并不干扰铀(Ⅲ)的测定。在铀(Ⅲ)浓度为0-6.0×10^(-3)mol/l之间,用于分光光度分析的标准曲线呈良好线性关系。

氟化物熔盐中铀离子的电化学行为研究

采用循环伏安法和计时电位法研究了1073K下U4+在LiF-NaF熔盐中的电化学还原机理。结果表明,U4+在氟化物熔盐中的还原分为2步,分析了各步的反应电子数,确定U4+还原过程为U4++e=U3+,U3++3e=U;循环伏安曲线中2个还原峰的峰电位并不随扫速增大而显著负移,峰电流与扫速的平方根呈良好的线性关系,说明这2个还原过程均为扩散控制且是可逆反应;计算得到了1073K下U4+在LiF-NaF中的扩散系数为DU(IV)=2.58×10-5cm2/s。

磷酸基多孔芳香骨架材料用于提取铀离子

采用联苯为建筑基元,合成了价格低廉、操作简便、易于工业化的多孔芳香骨架材料PAF-45.通过后修饰方法,制备了带有磷酸基团的多孔芳香材料(PAF-45-PG).通过FTIR(傅里叶变换红外光谱),TGA(热重分析),PXRD(多晶粉末X射线衍射),SEM(扫描电子显微镜),TEM(透射电子显微镜)以及N2吸附实验,对PAF-45-PG的结构及孔道性质进行了系统的表征.由于骨架中引入了磷酸基团,PAF-45-PG具有优良的铀离子吸附性能,在pH=6的条件下可以达到100mg·g^-1.另外,该材料成本低廉,具有可观的工业化前景,为多孔材料在能源方面的应用提供了广阔前景.

开链冠醚萃取铀氧离子性能的研究

研究了新萃取剂BQTH在三氯甲烷溶液中,从水杨酸根介质中萃取铀的性能,考察了水相酸度、萃取剂浓度、水杨酸根离子浓度及萃取时间对萃取效能的影响,确定了萃合物中萃取剂(BQTH)与UO2+2的组成比为1∶1及最佳萃取条件。在最佳条件下该萃取体系对1×10-4mol/L的铀酰离子一次萃取率可达78.0%.

微生物对铀(Ⅵ)铁锰离子在土壤中迁移的影响

为了给退役铀矿山的治理提供理论指导,在某铀矿附近采集未受开采影响的土壤样品并从中分离出微生物,用经过稀释、调pH值的铀矿石浸出试验的浸出液模拟铀矿固废酸性渗滤液,通过土壤柱动态吸附—解吸试验,研究了微生物对渗滤液所含U(Ⅵ)和Fe、Mn离子在土壤中迁移的影响。试验结果显示:有微生物协同时与无微生物协同时相比,土壤对3种离子的吸附量分别提高99.7%、75.2%和48.6%,而解吸时,有微生物土壤中3种离子的解吸率比无微生物土壤分别降低20.4、0.4和41.0个百分点,说明微生物对3种离子在土壤中的迁移有很明显的抑制作用。此外,土壤本身对酸性废水有较强的缓冲作用,与是否含有微生物关系不大。

兰州重离子加速器冷却储存环实现最重元素铀离子加速

中科院近代物理所科研人员的经过调试，兰州重离子加速器冷却储存环主环（HIRFL-CSRm）成功实现了自然界存在的最重元素铀离子的储存、冷却、累积与加速。这是兰州重离子加速器冷却储存环在重离子加速器调试方面取得的最高标志性成果。由超导ECR离子源产生的。

铀酰离子发光双指数衰减的研究

本文系统地研究了铀酰离子发光双指数衰减时的时间分辨发光光谱,测定和研究了相应条件下铀(Ⅵ)的激光拉曼光谱.通过计算机对所得光谱进行定量的拟合分解表明,铀(Ⅵ)的发光双指数衰减是两种发光体UO_2^(2+)和它的水解产物(UO_2)_2(OH)_2^(2+)发光叠加的结果。

水合氧化铁对痕量铀的吸附行为

研究了水合氧化铁的制备条件及其对痕量铀的吸附行为．结果表明,当加碱温度和反应温度均为８０℃时,吸附剂具有最大比表面积１７２．８ｍ２·ｇ－１;当吸附平衡时间为３０ｍｉｎ,吸附温度为９０－９５℃,溶液ｐＨ≈６时,铀吸附量可达１２２ｍｇ·ｇ－１,但吸附体系中硼酸和硫酸镁的存在导致铀吸附量下降．

热电离过程中铀的化学形态及微观形貌研究

热电离质谱在分析铀同位素时由于存在质量分馏效应,影响铀同位素准确测量,通常对质量分馏效应采用外标校正法,但此方法要求测量过程中标准物质和样品应产生一致的质量分馏行为。研究了涂样和热电离过程中铀的形态变化以及涂样方式对铀电离效率的影响。通过控制不同涂样加热温度,制备出硝酸铀酰、三氧化铀和八氧化三铀等3种形态的铀样品。采用扫描电镜和拉曼光谱分析技术,结合热电离质谱,研究了硝酸铀酰、三氧化铀和八氧化三铀等样品在热电离过程中发生的形态变化,以及铀的电离效率和铀氧化物离子的产率。研究发现:(1)在真空环境下加热超过一定温度后,硝酸铀酰、三氧化铀和八氧化三铀均会转化成二氧化铀,然后以二氧化铀固态形式进行热蒸发和电离。(2)双铼带结构下,铼蒸气会沉积到铀样品表面并逐渐形成包覆层,样品原子逐渐以扩散方式渗透出包覆层实现电离。(3)当样品被制备为八氧化三铀时铀金属离子电离效率最高。进一步完善了铀在铼灯丝上的蒸发和电离机理,为铀同位素测定过程中提高样品的利用率和测量准确性提供了实验依据。

红背桂叶提取液合成纳米铁及对U(Ⅵ)的去除研究

采用红背桂叶提取液,制备纳米铁(EL-FeNPs),用于去除水体中的铀离子[U(Ⅵ)],并对绿色合成的EL-FeNPs去除U(Ⅵ)反应前后的微观结构进行表征和分析,观察其反应前后的形态结构。考察了EL-FeNPs的投加量、pH、U(Ⅵ)溶液的初始浓度、反应温度及反应时间等因素对EL-FeNPs去除U(Ⅵ)的影响。研究结果表明:EL-FeNPs呈球状,且均匀分布,其粒径25~45nm。在30℃,pH=6,EL-FeNPs用量5g/L,U(Ⅵ)初始浓度10mg/L,反应时间100min条件下,EL-FeNPs对U(Ⅵ)的去除率为89.64%。

1.54μm铒玻璃激光器被动调Q技术发展现状

获得1.54mm波长激光的一个重要手段是利用铒玻璃激光器直接输出。但其调Q方式大多采用主动Q开关,原因在于难以找到合适的被动调Q晶体,这极大的限制了铒玻璃激光器的工程应用与推广。目前,被动调Q的铒玻璃激光器的研究与应用在国内外都有很大进展,介绍了几种被动调Q方式及部分应用较多的调Q晶体的特性,并分析了被动调Q铒玻璃激光器的需求前景。