239Pu在膨润土中的吸附和迁移实验研究

采用静态吸附实验和动态淋滤实验,研究了天然漂白土、钠基膨润土、高庙子膨润土、钙基膨润土四种膨润土对239Pu的吸附性能和迁移的阻滞性能。实验结果表明:钙基膨润土吸附能力最强,Kd高达7.808 2×104,高庙子膨润土次之,天然漂白土略低于高庙子土、钠基膨润土最弱,Kd为2.854 8×104。同时,钙基膨润土的渗水性能最强,渗透出的239Pu核素总量最多,淋出率为6.166‰。高庙子膨润土的渗水性能明显弱于天然漂白土,渗透出的239Pu核素总量也远远低于天然漂白土。吸附性能最弱的钠基膨润土的渗水性能最弱,核素的淋出率也最低,为0.107‰。综合考虑,高庙子膨润土和钠基膨润土对239Pu的阻滞性能更加优越,是处置库的回填材料的更好选择。     

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D_e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D_e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D_e与有效孔隙率ε_(acc)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D_a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。     

CTMA插层改性膨润土对甲基橙的吸附特性

用十六烷基三甲基铵(CTMA)阳离子对钠基膨润土通过离子交换进行插层改性,采用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对CTMA改性膨润土结构表征,在100%的离子交换下,其d001比钠基膨润土增大7.54,红外光谱显示CTMA改性膨润土的-OH伸缩与弯曲二振动强度明显低于钠基膨润土。用甲基橙水溶液为染料废水模型物,考察了CTMA改性膨润土对甲基橙的吸附特性,对吸附实验数据运用相关数学模型拟合,得出该等温吸附平衡符合Langmuir与Freundlich二吸附模型,整个吸附过程更适合准二级动力学;通过计算不同温度各热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0,证实该吸附过程为一自发的放热物理吸附。     

盐溶液对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响

内蒙古高庙子钠基膨润土被确定为我国高放核废物深地质处置库的缓冲回填材料,为研究其在化学屏障方面的表现,对在NaCl,KCl,CaCl_2,MgCl_24种浓度均为0.5 mol/L的盐溶液及蒸馏水入渗下的内蒙古高庙子钠基膨润土试样进行了自由膨胀率及膨胀力试验。结果表明:膨润土试样的竖向膨胀力大于其径向膨胀力,且在初始阶段膨润土膨胀力发展迅速,一段时间后增长减缓并趋于稳定;盐溶液作用下的膨润土膨胀性能发生了衰减,且不同盐溶液(即不同金属阳离子)对膨润土膨胀性能有着显著不同的影响;膨润土的自由膨胀率与其膨胀力成正相关,即自由膨胀率越大,则相应的膨胀力也越大,Na~+,K~+对高庙子钠基膨润土膨胀性能的削弱作用均要强于Ca~(2+),Mg~(2+),即在研究范围内,低价阳离子对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响要大于高价阳离子;膨润土径向膨胀力与竖向膨胀力的比值为0.6左右,且该比值与入渗液的种类无关。研究结果可为高庙子钠基膨润土化学屏障性能的判定提供依据。     

钠基膨润土吸附酸性品红的动力学与热力学

用膨润土作为吸附剂,以酸性品红为模拟染料废水,考察了吸附剂的投加量、吸附时间、温度和pH值等因素对酸性品红染料吸附效果的影响,并研究了其在膨润土上的吸附平衡和吸附动力学。实验结果表明:用300目的钠基膨润土,pH 6,室温振荡50 min,其吸附量达256.41 mg/g,且吸附量随温度的升高而增大;通过计算不同温度下的热力学参数ΔG0,ΔH0和ΔS0,证实吸附为一自发的吸热过程;等温吸附平衡符合Langmuir模型;吸附动力学更适合准二级反应方程。     

新疆夏子街膨润土矿物特性与活性白土产品性能的相关性分析

利用硫酸作为活化剂,对采自夏子街乌兰林格矿区的白色钠基膨润土、红白色钠基膨润土和钠钙基膨润土进行了活化实验。通过对不同原矿的测试分析及活化实验,探讨了原矿的各项指标对产品质量的影响规律,并初步分析二者之间的相关性。在2种加酸量的条件下,白色钠基膨润土的活化效果优于红白色钠基膨润土和钠钙基膨润土,而且产品的活化效果与原矿的吸蓝量、阳离子交换量之间有很好的线性关系。     

水相环境中地质矿物胶体对Pu的吸附行为

以内蒙阿拉善黏土岩、高庙子膨润土、铝皂石和水辉石在水中形成的胶体作为吸附介质,通过表征胶体的物化性质和吸附实验探讨不同p H值环境和不同Pu初始浓度条件下胶体对Pu的吸附行为。实验结果表明,内蒙阿拉善黏土岩胶体对Pu的吸附能力最强,其次是水辉石胶体,接下来是300 nm的高庙子膨润土胶体,400 nm的高庙子膨润土胶体和铝皂石对Pu的吸附能力最弱,各胶体对Pu的吸附基本与Freundlich等温经验式相符。相对于中性环境,酸性环境会大大降低内蒙阿拉善黏土岩胶体和高庙子膨润土胶体对Pu的吸附能力,而铝皂石和水辉石的吸附能力也有所降低,但幅度较小。     

柴油污染土的含水量计算方法与界限含水量变化规律

以2种天然沉积土和钙基膨润土、钠基膨润土为源土,配置具有不同柴油含量及不同目标含水量的柴油污染土,进行柴油污染土的含水量测定及界限含水量试验研究.提出了柴油污染土的起始可挥发含油量的概念,建立了能够同时考虑柴油挥发性和黏土矿物对柴油吸附作用的含水量计算方法.结果表明,以天然沉积土为源土的含油污染土的液限和塑限均随含油量的增加呈先增大后减小的趋势;以钙基膨润土和钠基膨润土为源土的含油污染土的液限随含油量的增加而减小,塑限则呈相反的变化规律.柴油污染对塑限的影响明显大于对液限的影响.以钙基膨润土和钠基膨润土为源土的含油污染土的塑性指数随含油量的增加而减小,以天然沉积土为源土的含油污染土的塑性指数则呈相反的变化规律.     

γ辐照和热老化对高庙子膨润土自由基的影响

为了了解 γ 辐照和热老化对高庙子天然钠基膨润土中自由基的影响,拓展高放地质处置缓冲材料性能评价范围,以内蒙古高庙子天然钠基膨润土和北山地下水为研究对象,利用电子自旋共振波谱仪、红外光谱仪和穆斯堡尔谱仪分析了不同γ 辐照剂量(500、1000、1500、2000、2500和3000 kGy)照射、不同老化温度(90、150、170、190和210℃)和老化时间(2、4、6、8、10和12个月)热老化以及γ 辐照3.0MGy后,开展不同老化温度(90、150、170、190和210℃)和老化时间(2、4、6、8、10和12个月)热老化的后的高庙子天然钠基膨润土中自由基浓度、官能团和Fe的赋存状态以及含量的变化,并对其机理进行了初步分析。结果表明：随着累积辐照剂量和老化温度(时间)的增加,膨润土中自由基含量先增大后减小,且辐照和老化作用存在明显的叠加效应;老化后膨润土中Fe(Ⅱ)含量减小,Fe(Ⅲ)含量增大,老化过程发生了结构Fe(II)向Fe(III)的转变,而这种转变在黑暗条件下可以活化O_²产生?OH,且?OH 的生成与 Fe(II)的氧化趋势一致,因此试验条件下 Fe(II)活化O_²产生?OH对膨润土中自由基含量的影响是非常重要的,建议进行深入研究。     

钙基膨润土对水相中铜离子的吸附

通过考察吸附条件对吸附率及吸附负载量的影响,研究了钙基膨润土对水相中铜离子的吸附特性.实验结果表明,钙基膨润土对铜离子有较好的吸附效果;钙基膨润土对铜离子的吸附在15 min就达到吸附平衡;铜离子的吸附在15 min就达到吸附平衡;当铜离子初始质量浓度为190.6 mg/L,pH=6.03,t=20℃,吸附时间τ=15 min,吸附剂用量为10 g/L时,膨润土对铜离子的吸附率为94%.对初始质量浓度为635.4 mg/L的铜离子溶液,膨润土对铜离子的吸附率仍达57%.从吸附前后膨润土的扫描电镜图片和X射线衍射图谱对比分析可知,膨润土对铜离子的吸附不仅有表面和孔道吸附,还存在着晶层间吸附.     

用活性炭吸附除去和回收废气中丙烯酸甲酯

考察了不同平衡浓度和吸附温度下丙烯酸甲酯在3种活性炭(AC、Y2、C5)上的吸附情况及水蒸气存在对吸附的影响.研究表明,丙烯酸甲酯在这些活性炭上的吸附平衡数据均可较好地用Langmuir-Freundlich方程描述;在313K和丙烯酸甲酯平衡体积分数为149×10-6～3412×10-6时,活性炭AC均有最大的平衡吸附量.而当丙烯酸甲酯的体积分数低于149×10-6时,活性炭Y2在该温度下有最大的平衡吸附量.该结果与AC有丰富的微孔和中孔,Y2有较小的平均孔径密切相关.在该温度下,吸附质穿透定量活性炭床层所需时间的对数与其入口浓度的对数呈较好的线性关系.在相对湿度低于40%时,丙烯酸甲酯在活性炭上的饱和吸附量不小于干燥条件下的93%.活性炭吸附剂的再生和吸附于活性炭上丙烯酸甲酯的回收在453K下即可较好实现.活性炭AC对丙烯酸甲酯的吸附性能经过6次吸附(313K)/脱附(573K)循环使用未发现变化.     

关于菜籽油脱色吸附等温线

本文对菜籽油脱色吸附进行了实验研究,证实Freundlich吸附等温线适用,进而找出了相应的常数K和n。     

草甘膦在树脂和活性氧化铝上吸附行为的比较

研究了复合功能树脂NDA-88、大孔弱碱性阴离子交换树脂D301和2种活性氧化铝对水溶液中草甘膦的吸附行为,探讨了溶液中NaCl对吸附行为的影响.实验结果表明:在实验温度和浓度范围内,草甘膦在4种吸附剂上的吸附均符合Langmuir等温吸附方程,低温有利于树脂吸附,高温有利于氧化铝吸附;在无NaCl存在的情况下,2种树脂的吸附性能均优于活性氧化铝(Al-1在323 K除外);但系统中加入少量的NaCl,即可导致树脂对草甘膦的平衡吸附量急剧下降,而氧化铝的吸附能力受NaCl的影响很小.     

果胶对稀土金属Ce4+的吸附研究

本文研究了低脂果胶对稀土金属铈离子的吸附性能。研究了吸附时间、铈离子溶液的pH、吸附温度、果胶用量、铈离子浓度对果胶吸附容量的影响。分别用Langmuir和Freundlich模型对吸附过程进行了分析。根据吸附等温线,计算了相关的热力学和动力学参数,并用红外光谱对样品进行了分析。结果表明,所研究的变量显著地影响果胶对铈离子的吸附容量,吸附前后果胶的红外光谱发生了明显的改变,说明吸附过程中可能发生了化学反应。与Langmuir模型相比,Freundlich模型更适合用来描述果胶对铈离子的吸附过程。吸附过程遵循伪一级动力学方程。焓变和熵变是吸附过程的驱动力。     

蒙脱石对喹诺酮类抗生素的吸附平衡及动力学特征

以蒙脱石为吸附剂进行水中2种喹诺酮类抗生素(环丙沙星和诺氟沙星)的静态吸附试验,考察初始浓度、pH值和阳离子强度对吸附性能的影响.结果表明,蒙脱石对环丙沙星和诺氟沙星的吸附过程均符合二级反应动力学方程,吸附速率常数分别为0.063和0.024 kg·mg-1·h-1.环丙沙星和诺氟沙星的吸附等温线均能较好地符合Freu...     

微塑料对土壤磷吸附的影响

微塑料是一类土壤中广泛存在的新兴污染物,其对土壤磷吸附的影响尚不明确。文中分析了0.1%～10%含量微塑料对土壤磷吸附特性的影响及机制。结果表明,微塑料会使得吸附第一阶段液膜扩散阶段速率显著提升（p<0.05）。与纯土壤（q_e=6.456 mg/g）相比,含量1%以下的微塑料显著降低了土壤磷吸附容量（p<0.05）,但5%以上的微塑料显著提升了土壤磷吸附容量（p<0.05）。同等含量下,微塑料粒径越小,微塑料-土壤体系的磷吸附量越大。微塑料可与磷竞争吸附位点,降低了微塑料-土壤体系对磷的吸附,但微塑料也可直接吸附磷,故当微塑料为5%及以上时,微塑料-土壤体系对磷的吸附量升高。因此,土壤微塑料污染可显著改变土壤对磷的吸附特性,且与微塑料的含量和粒径等因素密切相关。     

沸石分子筛对甲醛气体吸附性能的研究

对5A,ZSM-5,10X,13X型沸石分子筛吸附甲醛的性能进行了研究,发现10X沸石对甲醛的吸附量较高,穿透时间延长. 用低温氮气(77.4 K)吸附法测定了各样品吸附等温线,用密度函数理论计算出各样品的孔径分布. 推知沸石的孔径和沸石骨架中的阳离子对提高甲醛的吸附性能起了主要作用. 分析了浓度对吸附效果的影响和10X分子筛活化后重复使用的情况. 结果表明10X沸石对4 mg/m3的低浓度甲醛气体在较长时间内去除效率在90%以上;重新活化后,仍有良好的吸附能力,可以重复使用.     

代森铵对重金属铅镉在三峡库区消落带土壤中吸附-解吸的影响

为掌握农药代森铵存在时,三峡库区消落带土壤吸附-解吸铅镉离子的行为,采用振荡平衡法,研究了代森类农药种类、代森铵浓度、重金属离子浓度、电解质离子强度的影响.结果表明:常见代森类农药能提高土壤铅离子的吸附量,增强吸附顺序是代森锰锌>代森铵>代森锌; 农药种类能减少土壤对镉离子的吸附量,抑制吸附顺序是代森锌>代森铵>代森锰锌; 代森类农药能促进土壤解吸铅镉离子.土壤对铅离子的吸附量随代森铵浓度增加呈现先增加后减少,土壤对镉离子的吸附量随代森铵浓度增加而有所增加; 土壤对铅离子的解吸量随着代森铵浓度增加而降低,镉离子的解吸量反而增加.代森铵存在时,土壤对铅镉离子的吸附量和解吸量随铅镉离子浓度的增加而增加; 土壤对铅离子的吸附量随着电解质离子强度增加而降低,土壤对镉离子的吸附量正好相反,增加电解质离子强度,土壤对铅镉离子的解吸量逐渐增加.     

基于电解技术的可移动式铀钚污染金属部件去污方法研究

为了实现铀钚污染金属设备的深度去污,利用电解去污技术,通过实验室模拟试验,获取了适用的电解工艺参数、电解液成分和吸附阻滞材料,以钚做实验得到其平均去污效率为99.8%.自主设计加工了可移动式电解去污工程试验装置,并根据模拟试验得到的工艺参数,通过实验室冷去污试验和现场验证试验,对装置的去污性能、操作性能和安全性能进行了考核.结果表明:可移动式电解去污装置的运行良好,去污操作简便、安全,通过1～2次去污,可将初始污染程度为2～8 cpm/cm2的铀钚污染导电设备去污至本底水平0.04～0.08 cpm/cm2,废物产生量少,易于处理,可以满足较平整铀钚污染导电材料(如金属手套箱等)深度去污的要求.