Ce模拟Pu富氧相Ce2Zr2O8模拟固化体的合成及结构表征

摘要

锆基烧绿石A2Zr2O7以优异抗辐照性能和化学稳定性成为高放废物中锕系核素的理想固化基材.通过Ce模拟Pu,研究富氧类烧绿石对锕系核素的固化.以硝酸盐为原料,用Sol-喷雾热解法制备了样品前驱体,通过石墨还原-氧化一步合成法制备Ce2Zr2O8相固化体.采用粉末X射线衍射(XRD)、结构精修、Raman光谱、XPS对样品进行了表征.结果表明:制备样品中的Ce为4价,富氧相的Ce2ZrO8固化体仍保持了类烧绿石的结构.由于三价的Ce被氧化为四价,将引入多余氧离子以保证电中性,氧离子占据烧绿石结构中的空位,导致烧绿石结构无序化程度增加.研究说明富氧相的类烧绿石A2Zr2O3能包容Pu4+,相对于A2Zr2O7烧绿石结构晶体无序化程度增加,在锕系核素固化体长期的地质处置过程中,固化体的结构稳定性需要进一步进行评价.