腐殖酸对Re(Ⅶ)在高庙子膨润土中扩散的影响研究

腐殖酸是环境中普遍存在的一种有机物,它能通过络合作用和氧化还原反应影响放射性核素的迁移。本文通过贯穿扩散实验,在不同膨润土密度和不同腐殖酸接触时间下,研究了Re(Ⅶ)在高庙子膨润土中的扩散,得到了有效扩散系数De和容量因子α。结果显示,随着膨润土密度从1 600kg/m3增加至1 800kg/m3,De从1.8×10-11 m2/s减小至0.59×10-11 m2/s。随着腐殖酸接触时间由0d增加到60d,De由0.59×10-11 m2/s增大至0.83×10-11 m2/s。实验得到的α值均小于总孔隙率,说明在腐殖酸存在的条件下,Re(Ⅶ)可能仍以阴离子的形态在膨润土中扩散。

纳米TiO_2分离富集Mo(Ⅵ)和Re(Ⅶ)

研究了纳米TiO2吸附剂对Mo（Ⅵ）、Re（Ⅶ）的吸附行为,考察了溶液pH、吸附时间、温度等因素对吸附的影响。结果表明,纳米TiO2对Mo（Ⅵ）的吸附在pH值为1-8条件下,吸附率超过99%,2 mL 0.05 mol/LNaOH溶液可将吸附的Mo（Ⅵ）完全洗脱,解吸率可达97%。pH值在1-10范围内,纳米TiO2几乎不吸附Re（Ⅶ）,从而达到Mo（Ⅵ）、Re（Ⅶ）分离。在275-323 K范围内,纳米TiO2对Mo（Ⅵ）的最大吸附容量从11.51 mg/g增至14.19 mg/g,吸附过程符合Langmu ir等温式。纳米TiO2分离钼后,溶液剩余的铼,用活性碳吸附,pH值在1-10范围内,Re（Ⅶ）的吸附率可达99%,用浓氨水进行洗脱,洗脱率可达96%;吸附过程可用准二级反应动力学模型描述,是以化学吸附为控制步骤的吸附过程;吸附等温线与Freund lich模型有较好的拟合。

Re(Ⅶ)在辐照膨润土中的扩散行为研究

高庙子(GMZ)膨润土在长期深地质处置过程中会受到高放废物的辐照,物理化学性质可能会发生改变。本文采用贯穿扩散实验法,研究了pH=3.0和10.0条件下,Re(Ⅶ)在1MGy辐照的蒙脱石和膨润土中的扩散行为,并与未辐照的蒙脱石和膨润土相比较,得到了有效扩散系数De和有效孔隙率εacc。结果表明:pH=3.0时,De=(1.00~1.49)×10^(-11) m^2/s,εacc=0.09~0.14;pH=10.0时,De=(1.50~2.10)×10^(-11) m^2/s,εacc=0.07~0.11。随着酸度的增加,有效扩散系数和孔隙率基本不变,说明pH值对Re(Ⅶ)的扩散过程无影响。在蒙脱石中,辐照后的有效扩散系数降低;而在膨润土中,辐照后的有效扩散系数升高,这可能是由于γ辐照改变了膨润土除蒙脱石以外黏土的微观结构,有效孔隙率的增加导致Re(Ⅶ)扩散通道的宽度增加。但由于有效扩散系数和有效孔隙率的改变不大,γ辐照对Re(Ⅶ)的表观扩散系数的影响不明显。此外,De与εacc的关系可通过Archie定律表述,胶结因子n=1.7~2.4。

Re(Ⅶ)在塔木素黏土中的扩散行为

为确定阴离子在塔木素黏土中的扩散规律,本文采用毛细管法测定Re(Ⅶ)(模拟Tc(Ⅶ))在塔木素黏土中的扩散行为。首先,对辐照前后黏土的化学组分、比表面积、孔径和有机物含量进行了表征分析。其次,对压实密度、离子强度和酸度对Re(Ⅶ)在辐照前后塔木素黏土中扩散行为的影响进行了实验研究。结果表明,Re(Ⅶ)在辐照前后塔木素黏土中的扩散系数量级为10^(-10)m/s。表观/有效扩散系数均随压实密度的增大而减小,有效扩散系数与孔隙率符合Archie定律,胶结因子分别为0.8和2.1。Re(Ⅶ)的表观/有效扩散系数随离子强度的增大而增大,这是因为离子强度增大,导致孔径增大,扩散加快。但Re(Ⅶ)在不同酸度下的扩散系数基本不变。此外,辐照使Re(Ⅶ)的扩散速度减小,这是因为辐照对黏土比表面积、孔径和有机物含量的影响造成的。

不同N源无定形TiO2/g-C3N4光催化还原Re(Ⅶ)性能

为探究不同N源对无定形TiO2/g-C3N4(TCN)复合材料光催化还原Re(Ⅶ)的影响,通过热分解不同前驱体(尿素Urea、硫脲Thiourea和三聚氰胺Melamine)制备g-C3N4,再分别与无定形TiO2复合,制备了三种TCN复合光催化剂。通过不同分析手段对材料进行表征,并比较了不同TCN复合材料光催化还原去除Re(Ⅶ)的活性差异。结果表明,U-TCN(尿素为N源)具有更均匀的表观形貌,最大的比表面积(474m2/g),最优异的光吸收性能,对Re(Ⅶ)的光催化还原效率(90%)明显高于T-TCN(20%)和M-TCN(15%)。通过复合材料的瞬态光电流和电化学阻抗(EIS)分析光催化机理,证明U-TCN光生电子空穴分离效率最高;电子顺磁共振波谱(EPR)分析表明U-TCN产生的羟基自由基(×OH)更多,因此与甲酸反应产生的强还原性·CO2^-自由基更多,从而更有利于Re(Ⅶ)的还原;利用同步辐射X射线吸收光谱分析Ti元素价态及配位环境,表明U-TCN还具有优异的光化学稳定性。本研究揭示了不同N源对所制备TCN复合材料光催化性能的影响,并发现了一种可用于实际废水中光催化还原去除Tc(Ⅶ)的优选材料。

柠檬酸对Re(Ⅶ)在不同压实密度钠基和钙基膨润土中扩散的影响

柠檬酸是自然界广泛存在的一种有机酸,可通过络合作用影响放射性核素的迁移。通过贯穿扩散法,研究了柠檬酸对Re(Ⅶ)在压实密度为1.40~1.80 g/cm^3的钠基和钙基膨润土中的扩散行为,得到了有效扩散系数De和岩石容量因子α等扩散系数。结果表明:Re(Ⅶ)在钠基和钙基膨润土中扩散的De和α等均随着压实膨润土密度ρ的增大而减小;与钙基膨润土相比较,Re(Ⅶ)在钠基膨润土中得到的扩散系数较小、吸附分配比较大,表明钠基膨润土的阻滞性能更好;同时加入柠檬酸后Re(Ⅶ)在钠基和钙基膨润土中的扩散系数和吸附分配比K d均增大。实验得到膨润土的零点电位点均小于7.0,表明膨润土呈电负性,不易吸附阴离子形式存在的Re(Ⅶ)。吸附试验表明加入柠檬酸后,钠基和钙基膨润土对Re(Ⅶ)的K d增大,并随着柠檬酸的浓度增加而增大。通过公式拟合得到Re(Ⅶ)在膨润土中扩散的De与有效孔隙率εacc均符合Archie定律,其胶结因子n分别为2.14和2.19。同时得到扩散的表观扩散系数Da与膨润土压实密度均呈指数关系,均符合核素在黏土中扩散的规律。

痕量碲的极谱测定研究

用JP－2型示波极谱仪，883笔录式极谱仪和MF－1型多功能伏安仪在铼（Ⅶ）-盐酸体系中对痕量碲进行了极谱研究，讨论了碲还原波的电极机理，实验选择了产生催化波的最佳条件，碲的浓度在2×10^-10,1^10^-9g/mL之间与峰电流有线性关系，检测限可达1×10^-10g/mL，该法用于粮食作物中痕量碲的测定，效果良好。

活性炭吸附铼离子的行为研究

研究活性炭对溶液中Re(Ⅶ)的吸附行为,确定了最佳实验条件:在pH=6.0的酸度条件下,活性炭用量为100 mg,吸附10 min后,吸附率即可到达98%以上;浓氨水可定量洗脱Re(Ⅶ),洗脱率为96%。活性炭对Re(Ⅶ)的吸附过程符合准二级反应动力学模型,是以化学吸附为控制步骤的反应过程,常温下,反应速率常数k2=1.225 10-5g.μg-1.s-1,吸附符合Freundlich吸附等温式。