MgO-SiO 2 -H 2 O体系对核素锶的固化作用及机理研究
发布时间：2022-01-10 22:37
核能的开发利用为人类社会的能源需求解决了燃眉之急,但过程中产生了大量的放射性核废物,若处置不当将会对生命体和环境安全造成极大的威胁。因此,如何妥善地处理安置这些废弃物已成为各国学者日益关注的科学难题。MgO-SiO2-H2O（M-S-H）体系是一种新型镁质胶凝材料,具有反应热低、比表面积大、孔溶液碱度低等突出特点。在本课题组的前期探究中,已尝试用该材料封装铝制金属核废料以及放射性核素137Cs,证明了这一胶凝体系具有封装核废料的潜质。因此,本论文基于课题组的前期工作,继续探究MgO-SiO2-H2O体系在核废物固化处理方面的应用潜力,用其固化中低放废物中另一种危害大且常见的放射性核素90Sr,考察含锶固化体的各项性能指标,辅以静态吸附平衡实验探究该体系对核素锶的吸附能力,并结合微观形貌、物相分析等手段综合分析MgO-SiO2-H2O体系对核素锶的固化机理。相关研究结论如下所述:（1）制备不同配比的水化硅酸镁水泥固...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 放射性废弃物的危害
1.3 放射性废物的处理处置
1.3.1 水泥固化法的研究现状
1.3.2 水化硅酸镁胶凝材料的发展
1.3.3 MgO-SiO_2-H_2O体系在核废料固化方面的应用
1.4 本课题的研究内容
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
2 原材料与实验方法
2.1 引言
2.2 原材料表征
2.2.1 化学组成
2.2.2 氧化镁的活性测定
2.2.3 物相分析
2.2.4 粒径分布
2.3 实验仪器和测试方法
2.3.1 微观测试
2.3.2 宏观测试
3 MgO-SiO_2-H_2O水泥固化体的性能研究
3.1 引言
3.2 实验设计
3.2.1 实验材料
3.2.2 固化体制备
3.3 抗压强度
3.4 浸出性能
3.4.1浸出实验
3.4.2 浸出液pH值
3.4.3 孔结构
3.4.4 浸出模型
3.5 耐久性
3.5.1 抗浸泡性能
3.5.2 抗冻融性能
3.5.3 抗冲击性能
3.6 本章小结
4 MgO-SiO_2-H_2O体系吸附核素锶的性能研究
4.1 实验方法
4.2 不同因素控制下MgO-SiO_2-H_2O体系对Sr~(2+)的吸附性能探究
4.2.1 初始浓度对Sr~(2+)的吸附性能影响
4.2.2 溶液pH值对Sr~(2+)的吸附性能影响
4.2.3 时间对Sr~(2+)吸附性能的影响
4.3 MgO-SiO_2-H_2O体系对Sr~(2+)的吸附机制研究
4.3.1 吸附动力学
4.3.2 吸附等温线
4.4 本章小结
5 MgO-SiO_2-H_2O体系对核素锶的固化作用机理
5.1 水化热
5.2 固化作用
5.2.1 微观形貌分析
5.2.2 矿物相分析
5.2.3 傅里叶变换红外光谱分析
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]六偏磷酸钠分散剂和聚羧酸减水剂对硅镁胶凝材料水化进程的影响[J]. 李兆恒,李伟,韦江雄,余其俊. 新型建筑材料. 2018(07)
[2]世界核电站退役概况[J]. 陆燕. 中国核工业. 2017(10)
[3]世界核电发展现状[J]. 宋翔宇. 中国核电. 2017(03)
[4]固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响[J]. 戴丰乐,汪宏涛,张时豪,丁建华,姜自超. 硅酸盐学报. 2017(05)
[5]核电厂废物固化体90Sr、137Cs、60Co的浸出行为研究[J]. 范雯雯,刘铁军,白杨,张志银. 原子能科学技术. 2016(06)
[6]一种沥青固化剂的研究与应用[J]. 杨顺辉,金军斌,牛成成,赵向阳. 科学技术与工程. 2014(21)
[7]水泥水化产物结构及其对重金属离子固化研究进展[J]. 姚燕,王昕,颜碧兰,汪澜,刘晨. 硅酸盐通报. 2012(05)
[8]磷酸镁水泥固化模拟放射性焚烧灰[J]. 赖振宇,钱觉时,卢忠远,李倩. 硅酸盐学报. 2012(02)
[9]Effect of magnesia on properties and microstructure of alkali-activated slag cement[J]. Yong-hao FANG*, Jun-feng LIU, Yi-qun CHEN College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 210098, P. R. China. Water Science and Engineering. 2011(04)
[10]核废料固化基材的研究现状[J]. 滕伟锋,王晓东,李玲利. 中国建材科技. 2011(05)
博士论文
[1]多孔硅酸镁高效吸附材料的构筑及其重金属离子吸附性能研究[D]. 黄人瑶.北京化工大学 2018
[2]MgO-SiO2-H2O胶凝体系在Na-HMP和CaO作用下的反应机理研究[D]. 贾援.大连理工大学 2017
[3]磷酸镁水泥固化中低放射性废物研究[D]. 赖振宇.重庆大学 2012
[4]碱矿渣—粘土复合胶凝材料固化Sr、Cs的机理与性能研究[D]. 李玉香.中国工程物理研究院 2005
硕士论文
[1]水化硅酸镁水泥基砂浆的耐久性研究[D]. 何子明.大连理工大学 2018
[2]硅灰对氯氧镁水泥耐水性影响机理研究[D]. 梁晓敏.大连理工大学 2017
[3]粉煤灰基沸石对Sr、Cs的吸附及其固化研究[D]. 罗洁.西南科技大学 2016
[4]普鲁士蓝功能材料合成及铯离子吸附性能研究[D]. 钱骏.苏州大学 2016
[5]铀、锶、铯离子印迹聚合物的制备及其吸附性能的研究[D]. 任丽丽.东华理工大学 2012
[6]粉煤灰基地聚合物固化模拟放射性核素Cs+和Sr2+的研究[D]. 李培明.南京大学 2012
本文编号：3581546
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 放射性废弃物的危害
1.3 放射性废物的处理处置
1.3.1 水泥固化法的研究现状
1.3.2 水化硅酸镁胶凝材料的发展
1.3.3 MgO-SiO_2-H_2O体系在核废料固化方面的应用
1.4 本课题的研究内容
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
2 原材料与实验方法
2.1 引言
2.2 原材料表征
2.2.1 化学组成
2.2.2 氧化镁的活性测定
2.2.3 物相分析
2.2.4 粒径分布
2.3 实验仪器和测试方法
2.3.1 微观测试
2.3.2 宏观测试
3 MgO-SiO_2-H_2O水泥固化体的性能研究
3.1 引言
3.2 实验设计
3.2.1 实验材料
3.2.2 固化体制备
3.3 抗压强度
3.4 浸出性能
3.4.1浸出实验
3.4.2 浸出液pH值
3.4.3 孔结构
3.4.4 浸出模型
3.5 耐久性
3.5.1 抗浸泡性能
3.5.2 抗冻融性能
3.5.3 抗冲击性能
3.6 本章小结
4 MgO-SiO_2-H_2O体系吸附核素锶的性能研究
4.1 实验方法
4.2 不同因素控制下MgO-SiO_2-H_2O体系对Sr~(2+)的吸附性能探究
4.2.1 初始浓度对Sr~(2+)的吸附性能影响
4.2.2 溶液pH值对Sr~(2+)的吸附性能影响
4.2.3 时间对Sr~(2+)吸附性能的影响
4.3 MgO-SiO_2-H_2O体系对Sr~(2+)的吸附机制研究
4.3.1 吸附动力学
4.3.2 吸附等温线
4.4 本章小结
5 MgO-SiO_2-H_2O体系对核素锶的固化作用机理
5.1 水化热
5.2 固化作用
5.2.1 微观形貌分析
5.2.2 矿物相分析
5.2.3 傅里叶变换红外光谱分析
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]六偏磷酸钠分散剂和聚羧酸减水剂对硅镁胶凝材料水化进程的影响[J]. 李兆恒,李伟,韦江雄,余其俊. 新型建筑材料. 2018(07)
[2]世界核电站退役概况[J]. 陆燕. 中国核工业. 2017(10)
[3]世界核电发展现状[J]. 宋翔宇. 中国核电. 2017(03)
[4]固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响[J]. 戴丰乐,汪宏涛,张时豪,丁建华,姜自超. 硅酸盐学报. 2017(05)
[5]核电厂废物固化体90Sr、137Cs、60Co的浸出行为研究[J]. 范雯雯,刘铁军,白杨,张志银. 原子能科学技术. 2016(06)
[6]一种沥青固化剂的研究与应用[J]. 杨顺辉,金军斌,牛成成,赵向阳. 科学技术与工程. 2014(21)
[7]水泥水化产物结构及其对重金属离子固化研究进展[J]. 姚燕,王昕,颜碧兰,汪澜,刘晨. 硅酸盐通报. 2012(05)
[8]磷酸镁水泥固化模拟放射性焚烧灰[J]. 赖振宇,钱觉时,卢忠远,李倩. 硅酸盐学报. 2012(02)
[9]Effect of magnesia on properties and microstructure of alkali-activated slag cement[J]. Yong-hao FANG*, Jun-feng LIU, Yi-qun CHEN College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 210098, P. R. China. Water Science and Engineering. 2011(04)
[10]核废料固化基材的研究现状[J]. 滕伟锋,王晓东,李玲利. 中国建材科技. 2011(05)
博士论文
[1]多孔硅酸镁高效吸附材料的构筑及其重金属离子吸附性能研究[D]. 黄人瑶.北京化工大学 2018
[2]MgO-SiO2-H2O胶凝体系在Na-HMP和CaO作用下的反应机理研究[D]. 贾援.大连理工大学 2017
[3]磷酸镁水泥固化中低放射性废物研究[D]. 赖振宇.重庆大学 2012
[4]碱矿渣—粘土复合胶凝材料固化Sr、Cs的机理与性能研究[D]. 李玉香.中国工程物理研究院 2005
硕士论文
[1]水化硅酸镁水泥基砂浆的耐久性研究[D]. 何子明.大连理工大学 2018
[2]硅灰对氯氧镁水泥耐水性影响机理研究[D]. 梁晓敏.大连理工大学 2017
[3]粉煤灰基沸石对Sr、Cs的吸附及其固化研究[D]. 罗洁.西南科技大学 2016
[4]普鲁士蓝功能材料合成及铯离子吸附性能研究[D]. 钱骏.苏州大学 2016
[5]铀、锶、铯离子印迹聚合物的制备及其吸附性能的研究[D]. 任丽丽.东华理工大学 2012
[6]粉煤灰基地聚合物固化模拟放射性核素Cs+和Sr2+的研究[D]. 李培明.南京大学 2012
本文编号：3581546
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3581546.html
