Eu（Ⅲ）和Am（Ⅲ）在红壤及膨润土上的吸附行为研究

发布时间：2023-10-17 18:30

　　在核能利用的过程中,不仅要考虑到如何提高核能利用效率,还要充分考虑核燃料利用后的高放废物处置问题和放射性核素对环境可能造成的风险问题,因此研究放射性核素在粘土及缓冲回填材料上的吸附-迁移行为,就成为核能利用和核能安全领域重要的基础性课题。 本文将作为核能利用重点地区之一的中国南方地区红壤和高放废物处置建设中的重要缓冲回填材料——膨润土作为研究对象,通过制备不同组成成分和类型的固体吸附剂,研究吸附过程中不同组分对吸附的影响,揭示吸附的一般规律；重点考察吸附过程中的影响因素——pH、离子强度、腐殖酸(HA)、温度等——对吸附的影响,探讨了吸附行为的特点；讨论了两种核素在不同吸附体系的形态分布对吸附行为的影响,以形态分布研究建立起宏观与微观的联系。 (1)采集并制备三种红壤样品,分别对天然红壤、去氧化铁成分红壤、去有机质红壤吸附Eu(Ⅲ)的行为进行研究。以SEM、XRD等分析手段对吸附反应前后的样品进行表征,考察各样品的元素组成、矿物结构和表面形貌等。 (2)制备Na基膨润土,并对其吸附Am(Ⅲ)的特性进行研究；制备Ca基膨润土,对其吸附Eu(Ⅲ)的特点进行研究。分别以SEM、XRD、EDS...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
Abstract
目录
第一章 前言
    1.1 选题依据及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 吸附剂的研究
        1.2.2 不同核素的吸附研究
        1.2.3 吸附机理的研究
    1.3 吸附理论及吸附模型
        1.3.1 固体表面吸附的定义
        1.3.2 物理吸附与化学吸附
        1.3.3 固体-溶液的界面吸附
        1.3.4 吸附等温线
        1.3.5 影响核素吸附的主要因素
        1.3.6 Langmuir吸附模型
        1.3.7 Freundlich吸附模型
        1.3.8 Brunauer-Emmett-Teller(BET)模型
        1.3.9 溶液中固体对电解质的吸附
    1.4 粘土吸附剂的结构和性能
        1.4.1 粘土的晶体结构
        1.4.2 粘土的某些物理化学性质
    1.5 吸附动力学及吸附热力学
        1.5.1 吸附动力学
        1.5.2 吸附热力学
    1.6 论文主要研究内容
    参考文献
第二章 实验部分
    2.1 主要仪器与设备
    2.2 主要试剂与材料
    2.3 红壤的处理与表征
        2.3.1 天然红壤的采集与处理
        2.3.2 红壤的去氧化铁成分处理
        2.3.3 红壤的去有机质处理
    2.4 膨润土的改型与表征
        2.4.1 Na基膨润土的改型与表征
        2.4.2 Ca基膨润土的改型与表征
    2.5 溶液的配制方法
        2.5.1 Eu(Ⅲ)标准溶液的配制
        2.5.2 Am(Ⅲ)标准溶液的配制
        2.5.3 腐殖酸溶液的配制
    2.6 放射性核素静态吸附实验
        2.6.1 Eu(Ⅲ)静态吸附实验
        2.6.2 Am(Ⅲ)静态吸附实验
    参考文献
第三章 Eu(Ⅲ)在天然红壤上的吸附行为研究
    3.1 实验部分
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 SEM表征
        3.2.2 天然红壤的X射线衍射(XRD)分析
        3.2.3 红壤的组成成分分析
        3.2.4 Eu(Ⅲ)在水溶液中的形态
        3.2.5 吸附剂浓度(固液比)对吸附的影响
        3.2.6 接触时间对吸附的影响
        3.2.7 pH值及离子强度对吸附的影响
        3.2.8 腐殖酸(HA)对吸附的影响
        3.2.9 吸附等温线
    3.3 本章小结
    参考文献
第四章 Eu(Ⅲ)在去氧化铁成分红壤上的吸附行为研究
    4.1 实验部分
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 SEM表征
        4.2.2 去氧化铁成分红壤的X射线衍射(XRD)分析
        4.2.3 吸附剂浓度(固液比)对吸附的影响
        4.2.4 接触时间对吸附的影响
        4.2.5 pH值及离子强度对吸附的影响
        4.2.6 腐殖酸(HA)对吸附的影响
        4.2.7 吸附等温线
    4.3 本章小结
    参考文献
第五章 Eu(Ⅲ)在去有机质红壤上的吸附行为研究
    5.1 实验部分
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 去有机质红壤的SEM表征
        5.2.2 去有机质红壤的X射线衍射(XRD)分析
        5.2.3 吸附剂浓度(固液比)对吸附的影响
        5.2.4 接触时间对吸附的影响
        5.2.5 pH值及离子强度对吸附的影响
        5.2.6 腐殖酸(HA)对吸附的影响
        5.2.7 吸附等温线
    5.3 本章小结
    参考文献
第六章 Am(Ⅲ)在Na基膨润土上的吸附行为研究
    6.1 实验部分
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 SEM表征
        6.2.2 Na-bentonite的X射线衍射(XRD)分析
        6.2.3 Am(Ⅲ)在溶液中的形态
        6.2.4 吸附剂浓度(固液比)对吸附的影响
        6.2.5 接触时间对吸附的影响
        6.2.6 pH值及离子强度对吸附的影响
        6.2.7 腐殖酸对吸附的影响
        6.2.8 吸附等温线
    6.3 本章小结
    参考文献
第七章 Eu(Ⅲ)在Ca基膨润土上的吸附行为研究
    7.1 实验部分
    7.2 结果与讨论
        7.2.1 膨润土的SEM表征
        7.2.2 EDS分析
        7.2.3 膨润土吸附前后的X射线衍射(XRD)及红外光谱(FTIR)分析
        7.2.4 Eu(Ⅲ)在水溶液中的形态
        7.2.5 吸附剂浓度(固液比)对吸附的影响
        7.2.6 接触时间对吸附的影响
        7.2.7 pH值及离子强度对吸附的影响
        7.2.8 HA对吸附的影响
        7.2.9 吸附等温线
    7.3 小结
    参考文献
第八章 总结与展望
    8.1 工作总结
    8.2 研究展望
研究生期间主要科研成果
致谢



本文编号：3854785