改性硅藻土负载亚铁氰化铜复合物的制备及其对Cs^(+)的吸附性能

采用水热法、以氯化铝为铝源对硅藻土(De)进行改性,通过浸渍法将亚铁氰化铜(KCu HCF)纳米颗粒负载于改性De表面,制备出γ-Al OOH/De-KCu HCF和γ-Al_(2)O_(3)/De-KCu HCF两种复合吸附剂,对所制备的吸附剂进行了表征,并研究了其对Cs^(+)的吸附性能。结果表明,所制备吸附剂具有优异的Cs^(+)吸附性能,γ-Al OOH/De-KCu HCF和γ-Al_(2)O_(3)/De-KCu HCF最高吸附容量分别可达75.44、84.02 mg·g^(-1),γ-Al_(2)O_(3)/De-KCu HCF对模拟卤水中Cs^(+)的吸附率高达97.55%;以3 mol·L^(-1)NH_(4)NO_(3)为脱附剂,经3级连续脱附后,γ-Al_(2)O_(3)/De-KCu HCF的Cs^(+)脱附率可达81.88%,经过5次吸附-脱附循环后仍保持了较高的吸附量。

硅球/亚铁氰化铜钾复合物固定床选择性去除污染水体中的Cs^(+)及其影响因素

采用柱上淋洗方式,在硅球(SiO_(2))填料上原位负载亚铁氰化铜钾(Cu-PBA),制得SiO_(2)/Cu-PBA复合材料固定床吸附柱。采用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)、粉末X射线衍射(XRD)和N_(2)吸附等温测试等手段对材料进行表征,证实了Cu-PBA的成功负载。通过批式法吸附实验,明确了SiO_(2)/Cu-PBA在模拟地下水中对Cs^(+)的最大吸附容量约为4.0 mg/g,30 min内达吸附平衡。进而系统研究了该材料在固定床系统中对Cs^(+)的吸附行为,包括柱床高、柱内径、进水流速和进水Cs^(+)浓度的影响。在最优固定床实验条件下,对比了SiO^(2)/Cu-PBA和阳离子交换树脂、在模拟地下水及模拟海水中保留Cs^(+)及其他共存碱金属及碱土金属离子(K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+))性能,结果表明,SiO_(2)/Cu-PBA拥有优异的Cs^(+)选择性和吸附性能,而树脂柱则在高盐分条件下失效。综上所述,SiO_(2)/Cu-PBA复合物在环境污染水体中选择性去除Cs^(+)方面具有很好的应用前景。

膨胀石墨负载铁氰化铜吸附Cs^(+)特性研究

核能开发过程中产生的含放射性Cs^(+)废水,给社会带来了巨大隐患。以膨胀石墨为基底材料负载铁氰化铜(CuHCF)颗粒,制备出能够高效去除废水中Cs^(+)的膨胀石墨负载CuHCF复合材料(EG-CuHCF),并分析其吸附机理。结果表明:当接触时间为120 min、反应温度为25℃、CuHCF/膨胀石墨质量比为1.5、EG-CuHCF投加量为6 g/g、初始Cs^(+)为50 mg/L、pH为7时,Cs^(+)去除率达到95.11%。吸附机理主要是膨胀石墨上负载的CuHCF中的K+与溶液中Cs^(+)接触,发生离子交换。EG-CuHCF对Cs^(+)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程是非均相扩散的化学吸附。

改性硅藻土负载磷钼酸铵复合吸附剂的制备及其吸附Cs^(+)研究

盐湖卤水中存在与铯离子性质相近的高浓度碱金属元素,使盐湖卤水中铯资源的选择性分离变得十分困难。基于此,以价廉易得的硅藻土为基体、氯化铝为铝源,采用水热法对硅藻土表面进行改性,然后将经过500℃煅烧后的改性硅藻土作为载体材料,通过浸渍法将磷钼酸铵负载到载体材料表面制备复合吸附剂。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对所制备材料进行表征,并开展了Cs^(+)吸附、脱附性能的系统研究。结果表明:所制备吸附剂在复杂体系中保持了较高的选择性,吸附量可达79.41 mg/g;对吸附数据进行动力学和吸附等温模型拟合,发现吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型;以3 mol/L NH_(4)NO_(3)为脱附剂时其脱附率高达88.23%,经过4次吸附-脱附循环实验后,吸附量仍保持在初始吸附量的74.38%。

粉煤灰制备SOD型沸石及其对Cs^+的吸附特性研究

利用工业废物粉煤灰为原料,在传统碱熔-水热法中引入脱硅工艺合成SOD型沸石,通过X射线衍射和扫描电镜进行表征,并研究了在不同条件下合成沸石对Cs^+的吸附特性。采用静态平衡实验方法获得Cs^+的吸附实验数据,考察不同因素对Cs^+吸附量的影响。结果表明,合成沸石的吸附性能比原状粉煤灰有了显著提高,当初始浓度为200 mg/L时,其对Cs^+的吸附率仍能达到80%以上;吸附量随着pH的增加先增大后减小,最适pH为10;离子强度的增加将抑制吸附行为;提高初始浓度有利于吸附量的增大,但须通过调节固液比兼顾吸附量与吸附率的关系;以Langmuir方程拟合得到理论最大吸附量为28.53 mg/g。合成沸石对Cs^+的吸附能力相比原状粉煤灰有显著提高,通过考察离子强度对吸附行为的影响可推测Cs^+与合成沸石形成外层表面络合物。

沸石对放射性核素Cs^+,Sr^(2+)的吸附阻滞作用

通过对新疆乌鲁木齐浅水河地区沸石的物化性质和工程特性(包括阳离子交换容量、孔结构、粒度组成、击实密度、渗透系数等)、活化处理以及对放射性核素C s+,S r2+吸附性能的研究,结果表明:该沸石的阳离子交换容量(CEC)达到97.9 m eq/100 g,在中性条件下最高为195.4 m eq/100 g;击实后的渗透系数为8.7×10-4m/s。沸石对溶液中的C s+,S r2+吸附量分别达到162.6×1-0 3和74.9×1-0 3,吸附效果优于内蒙高庙子膨润土矿。经过钠改性和铵改性处理后的沸石,对C s+的吸附量有不同程度的提高,最高达234.5×1-0 3;但对S r2+的吸附效果影响不大。溶液pH值对C s+,S r2+的吸附量有明显影响,中性和碱性环境更有利于沸石吸附作用的进行。

几种矿物材料对Cs^+吸附性能的研究

通过几种矿物材料对Cs+吸附性能的研究,采用间歇法对优选出的合成沸石(ZF)研究其在不同环境条件下(浓度、温度、pH、模拟地下水)对Cs+的吸附性能,为评价中低放核废物处置效果提供一些参考数据。结果表明,ZF对Cs+的平衡吸附容量随Cs+溶液浓度的升高而增大,平衡吸附比随Cs+溶液浓度的升高而降低;平衡吸附容量、平衡吸附比随水相温度的升高而降低;在pH=5~9范围内,pH值对其吸附性能影响不大,但当pH=11时,ZF的吸附性能发生了明显的下降;在不同模拟地下水中,ZF的吸附性能随模拟地下水中化学组成不同而不同;其吸附平衡时间大约在10~15 d。

木纤维对Sr^(2+)和Cs^+的吸附性能及机理研究

采用间歇法研究了木纤维对Sr2+、Cs+的吸附作用,探讨了木纤维的粒度、溶液的pH、不同介质、吸附时间、温度及木纤维用量等因素对Sr2+、Cs+吸附效果的影响,并用准2级动力学模型、扫描电镜、红外光谱及能谱图分析了吸附机理。结果表明,在室温、木纤维用量为0.2 g、浓度分别均为0.5 mmol·L-1的Sr2+、Cs+溶液50 mL、pH为5.0、振荡吸附时间分别为120和60 min的条件下,Sr2+的吸附去除率达到82.4%,Cs+则只有25%;木纤维对Sr2+、Cs+的吸附使表面形态发生变化,其吸附动力学行为符合准2级吸附速率模型(R2分别为0.999 9和1.000);与Sr2+、Cs+相互作用的基团主要是羟基、碳氢键、碳碳双键和亚甲基,木纤维吸附Sr2+、Cs+的过程中存在离子交换。因此,木纤维对Sr2+、Cs+的属于物理和化学混合吸附类型。

新型Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝/碳纳米管海绵去除Cs^+的研究

结合模板法和原位生长法制备了新型吸附与离子交换性能兼备的Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝/碳纳米管海绵,并通过稳定同位素铯模拟放射性核素研究了材料对Cs+的去除效果。实验结果表明:复合材料很好地复制了聚氨酯海绵的三维开架多孔结构,在孔壁上沉积了大量碳纳米管,并在其表面生长了具有优异离子交换性能的Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝纳米颗粒,其占样品总量的1.38%。对Cs+的去除实验结果表明:Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝/碳纳米管海绵对Cs+有良好的去除能力;全谱等离子直接光谱仪(ICP)元素分析和穆斯堡尔谱研究表明,Ni-Fe(Ⅱ)普鲁士蓝中的K+与Cs+间发生了离子交换反应,材料对Cs+的吸附容量为698μg/g。

酸热活化累托石黏土对Sr^(2+)、Cs^+、Co^(2+)的吸附特性研究

累托石黏土的阳离子交换容量(CEC)为0.36mol/g,吸蓝量为0.574mol/g,胀缩度为23.89%,渗透系数为6.94×10-8cm/s。1.0mol/L盐酸活化累托石黏土对Sr2+、Cs+、Co2+的吸附量较大,分别为46.2、96.9、33.8mg/g。350℃热活化2h的累托石黏土对Co2+的吸附量为50.8mg/g,对Cs+的吸附容量为75.6mg/g,但对Sr2+的吸附量较酸活化样品及原矿的稍小。酸热活化累托石黏土对Sr2+、Cs+、Co2+的吸附量随吸附时间的延长而逐渐增大,但24h吸附基本趋于平衡。从吸附性和渗透系数分析,累托石黏土是一种较好的阻滞材料。

果胶/AMP-Zn微球的制备及对Cs^+的吸附性能

采用溶胶-凝胶法,以Zn2＋为交联剂,将磷钼酸铵（AMP）通过静电注射装置包埋于果胶中,制备了果胶/AMP-Zn微球吸附剂,用于放射性废水中Cs^＋的去除。系统探讨了不同pH、吸附剂质量、接触时间、Cs^＋质量浓度、温度及共存离子对果胶/AMP-Zn去除Cs^＋的影响,并利用SEM、FTIR和XPS分析了吸附机理。结果表明：果胶/AMP-Zn可在pH=3-11内使用,耐酸碱性能良好,且在25℃、pH=5、Cs^＋质量浓度为120 mg/L、吸附剂质量为0.05 g、接触时间为330 min的条件下,吸附剂的吸附量为41.837 mg/g;共存离子K＋、Na^＋、Li^＋、Ca^2＋和Mg2＋对Cs^＋的吸附影响不大,说明该吸附剂具有较好的吸附选择性;热力学和动力学研究结果表明：此吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,且是一个自发放热的过程。果胶/AMP-Zn吸附Cs^＋的吸附机理可能是Cs^＋与AMP上的NH4＋发生离子交换作用。

碱矿渣水泥固化模拟高放废液提高Cs^+抗浸出性能的研究

研究了模拟高放废液加入NiSO4 和K4 [Fe(CN) 6 ]预处理经碱矿渣水泥固化后Cs+ 的抗浸出性能。实验结果表明 ,NiSO4 与K4 [Fe(CN) 6 ]反应生成的亚铁氰化钾镍在很宽的酸度、温度范围内对铯的离子交换是个较快的过程 ,且选择性高、稳定性好 ;经预处理的废液碱矿渣水泥固化体的抗Cs+ 浸出性能得到明显提高 :采用GB 70 2 3 86方法 ,在 2 5℃ ,第 42d ,Cs+ 浸出率为未经预处理的固化体的 3 .2 4% ,达到 1 0 - 6 cm·d- 1;采用MCC 1方法 ,90℃ ,第 2 8d ,Cs+ 浸出率为未经预处理的 4.85 % ,达到 1 0 - 4g·cm- 2 ·d- 1。

Cs^+取代的Keggin型杂多酸上丙烷选择氧化制丙烯酸的研究

以沉淀法制备了不同数目Cs+取代的杂多酸HxCs3-xPMo12O40(x=0-3),以及部分Cs+取代的十二磷钨酸Cs2 5H0 5PW12O40,考察了铯离子取代数以及杂多酸不同结构原子对丙烷选择催化性能的影响。对磷钼系列杂多酸,当Cs+取代数为2 5时,样品具有最高的催化活性,而对磷钨杂多酸,Cs+取代对目标反应产物不显活性。最佳平衡离子取代还可显著改变催化剂的比表面积与结构稳定性,也改变了性能 反应温度的相互关系,从而对催化性能产生直接影响。如何抑制丙烯、丙烯酸(包括丙烯醛)的深度氧化是提高丙烯酸选择性及收率的关键。

累托石对模拟核素Sr^(2+)、Cs^+、Co^(2+)的吸附性能研究

分析湖北钟祥杨榨累托石矿床的累托石土样的基本物化特性的基础上,进行了累托石对模拟核素Sr2+、Cs+、Co2+的静态吸附性能的研究。实验表明,累托石的阳离子交换容量(CEC)为36.04 mmol/100 g,胀缩度为23.89%,渗透系数为6.94×10-8cm/s。在中性条件下,累托石对模拟核素Sr2+、Cs+、Co2+的平衡吸附量分别为70,48,20 mg/g。累托石对核素的吸附量会随着吸附时间的增加而逐渐趋于稳定。弱碱性条件下累托石的吸附效果更好。

白钙沸石的制备及其对Cs^+、Sr^(2+)离子的吸附性能

通过水热合成法,制备了白钙沸石,同时研究了合成矿物对于Cs+和Sr2+的离子吸附性能。研究表明,采用氧化钙、氧化硅、氧化铁、氧化镁和氧化铝作为原料,适当配比,在240℃、保温7天水热反应条件下,可制得白钙沸石以及掺杂白钙沸石。白钙沸石对Sr2+的吸附性能优于对Cs+的吸附性能。掺杂一定量的Mg2+、Al3+或Fe3+可以改善白钙沸石的吸附性能。

细胞外Cs^+对内向整流钾通道(IRK1)的作用

采用双微电极电压箝(TEV)法研究Cs +对非洲爪蟾卵母细胞表达的内向整流钾通道(IRK1)的作用及其机制。细胞外Cs+ 造成的IRK1内向电流的失活是Cs+ 浓度、K+ 浓度、时间和电压依赖性的,因此Cs+ 一直被认为是IRK1的一种效率最大的快速通道阻断剂之一 ;当细胞外K+浓度为10mmol/L和90mmol/L时 ,电场分数δ分别为0.912±0.065和0.833±0.062 ,说明Cs +的作用位点随K+ 浓度的减少进入通道更深的地方。细胞外Cs+ 浓度增加或K+ 浓度减少可加快失活过程。因此只有在细胞外Cs+ 浓度减少至10μmol/L与K+ 浓度增加至90mmol/L时 ,Cs+ 造成的IRK1内向电流的失活程度最小 ,只有此时才可观察到细胞外Cs +时间依赖性和电压依赖性增加IRK1的瞬间内向电流(施加电压后1ms)的作用。使用三个指数拟合外推的分析结果表明 :细胞外Cs+ 对IRK1的瞬间内向电流(施加电压后0.5ms)增加作用更明显。细胞外Cs+ 对IRK1的外向电流几乎无作用 ;因为在细胞外加入Cs+ 后反转电位仅变化0.367±1.167mV ,所以IRK1对Cs+不通透。结论 :Cs +不只是IRK1的一快速的通道阻断剂 ,细胞外Cs+还可在增大IRK1内向电流的同时使作用的时程缩短。

Cs^+:RbTiOPO_4晶体的铁电相变和电导特性

在二元体系RbTiOPO4 CsTiPO5中通过助熔剂法生长出不同Cs+ 掺杂浓度的Cs+ :RbTiOPO4晶体 ,X射线粉末衍射确定所获晶体的物相为斜方晶系Pna2 1型 ,研究了晶体的铁电相变及离子电导等物理性质 。

矿物材料对Cs^+的吸附性能研究

采用连续法研究了3种矿物材料对Cs+的吸附性能,为评价中低放核废物处置效果提供一些参考依据。实验表明:4A沸石对Cs+的平衡吸附量为271 mg/g,沸石对Cs+的平衡吸附量为195 mg/g,凹凸棒石对Cs+的平衡吸附量为22 mg/g;单位质量4A沸石处理0.005 mol/L Cs+溶液的能力最强,沸石稍次于4A沸石,凹凸棒石最弱;4A沸石对Cs+的阻滞效果最好,沸石略次之,凹凸棒石最差。Cs+在沸石柱中的迁移速率最小,其次是凹凸棒石柱,再其次是4A沸石柱。

矿渣对OPC-CAC-CS^(-)三元体系耐海水侵蚀性能影响

本试验对加入矿渣后的普通硅酸盐水泥(OPC)-铝酸盐水泥(CAC)-石膏(CS^(-))三元体系的抗海水侵蚀性能进行研究。通过比较海水侵蚀后不同矿渣掺量对砂浆质量、抗压强度、孔隙率及氯离子渗透量的影响,采用X射线衍射(XRD)仪对侵蚀后产物进行表征,分析掺入矿渣后复合胶凝体系耐海水侵蚀性能的机理。结果表明,掺入矿渣可明显提高三元体系的抗压强度,降低氯离子渗透量,改善三元体系的耐海水侵蚀性能。矿渣掺量为25%时,抗海水侵蚀性能最好。

新疆膨润土对Sr^(2+)、Cs^+的吸附性能的研究

采用间歇法研究在不同环境条件下(浓度、固液比、温度、pH值、介质),新疆膨润土(简称XJ)对Sr2+、Cs+的吸附性能影响。结果表明:XJ对Sr2+、Cs+的吸附性能比较好,当Sr2+、Cs+浓度为0.01mol/L时,XJ对Sr2+、Cs+的吸附平衡时间约在7天左右,平衡吸附量分别为40mg/g、129mg/g。Sr2+、Cs+的浓度和不同固液比对XJ的吸附性能影响比较大,其次是不同介质、溶液的pH值和溶液的温度。