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水溶液中痕量镅在容器壁上的吸附研究

肖成建

  在放射化学的研究中,研究放射性物质在容器壁上的吸附是一件非常有意义的工作。由于影响因素复杂,实验结果不好重复,使得容器壁的吸附是一个不定因素,目前只能得到定性的推测。本文首先用静态浸泡的方法,研究四种不同材质(硬质玻璃、石英、聚乙烯、聚四氟乙烯)的容器壁对水溶液中痕量镅(~(241)Am(Ⅲ))的吸附。实验结果表明,不同材质的容器壁经过不同方法处理后,吸附均有所差异。所选容器壁材质中,聚四氟乙烯的吸附能力最小,聚乙烯的吸附能力最大;所用处理方法中,硅烷化能有效减少器壁吸附。针对放化实验操作中广泛使用的玻璃器皿,本文用玻璃微球表面模拟容器壁,即用一定量的玻璃微球作吸附剂,采用浸泡—振荡的方法,系统地研究不同溶液介质条件下镅在玻璃表面上的吸附。实验研究表明,溶液介质条件对吸附的影响非常显著:降低溶液温度、降低pH值、增大离子强度、选择离子价态高的电解质(如Al~(3+))和络合能力强的络合剂(如F~-)均能有效减少镅的吸附。因此,在放化分离纯化镅流程里的一个水相体系中(1mol/L Al(NO_3)_3+4mol/L NaNO_3+0.1mol/L HNO_3),即便玻璃的表面积增大到50.25m~2,玻璃表面上也没有镅的吸附损失。采用Lagergren一级动力学方程和BAM理论的液膜扩散方程描述了Am(Ⅲ)在玻璃—水溶液界面上的吸附过程;热力学计算得到吸附热ΔH=17.2±1.8kJ/mol,表明Am(Ⅲ)在玻璃—水溶液界面上的吸附为一个吸热的过程。通过综合分析上述实验结果,从微观络合模式的角度建立了玻璃表面的Stern双电层模型,合理地阐释了不同溶液介质条件下镅在玻璃表面上的吸附现象。本文的研究结果可以为如何有效地减少或避免放射性物质在容器壁上的吸附损失,以及预示其它三价镧锕元素的吸附性质,提供实验方法和依据。……   
[关键词]:;吸附;容器壁;玻璃
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国工程物理研究院2005年
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