阴离子交换树脂的合成及其对铼和锝的吸附解吸行为研究

摘要

99Tc是一种长寿命放射性核素，其在核电站运行过程中的裂变产额高达6％，因此研究如何将其从乏燃料后处理过程中分离出来具有重要意义。铼作为与锝同处于VIIB族的元素，与锝具有相似的化学性质，因此常被用来作为锝的非放射性模拟元素；另一方面，铼本身是稀有的、具有巨大应用价值的金属元素，因此研究如何提升分离吸附铼的工艺也具有重大意义。本文主要研究了两种阴离子交换树脂的合成工艺，并基于这两种树脂研究了它们对于铼和锝的吸附解吸性能。
　　首先，采用?-共辐照接枝法，以聚苯乙烯白球作为骨架材料，4-乙烯基吡啶作为接枝单体设计辐照反应体系，一步法制备了一种弱碱性阴离子交换树脂 PS-g-4VP；接着在此基础上，通过季铵化反应，制备了一种强碱性阴离子交换树脂PS-g-4VP-IE。为了优化合成条件，分别考察了单体浓度，辐照剂量，季铵化时间等因素。
　　在研究两种树脂吸附铼的过程中,分别考察了水溶液酸度、吸附温度、吸附时间等影响因素，结果表明PS-g-4VP-IE树脂的吸附平衡时间约为30 min，理论饱和吸附容量约为252 mg/g，这些性能都优于树脂 PS-g-4VP。在解吸实验中，使用了几种不同的还原剂，如二乙基羟胺等，考察了它们解吸效果。动态吸附解吸实验为这两种树脂的工业应用提供了参考。
　　在研究对于99Tc的吸附实验中，相应实验结果与铼中基本一致，体现了用铼模拟锝的合理性；同时，这两种树脂都表现出了对于99Tc的吸附性能，为它们在乏燃料后处理中的应用奠定了基础。

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上海交通大学硕士学位论文答辩决议书

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第一章 绪论

1.1核电发展概述

1.2核燃料循环概述

1.3锝 (Tc) 的吸附分离研究进展

1.4铼 (Re) 的吸附分离研究进展

1.5离子交换树脂概述

1.6辐射接枝合成工艺概述

1.7本文的研究背景、内容及其意义

第二章 阴离子交换树脂的制备

2.1研究背景及意义

2.2实验内容

2.3 实验主要试剂与仪器设备

2.4弱碱性阴离子交换树脂PS-g-4VP的合成

2.5弱碱性阴离子交换树脂PS-g-4VP的结构表征

2.6结果与讨论

2.7强碱性阴离子交换树脂PS-g-4VP-IE的制备

2.8强碱性阴离子交换树脂PS-g-4VP-IE的结构表征

2.9结果与讨论

2.10本章小结

第三章 PS-g-4VP及PS-g-4VP-IE树脂对于铼的吸附解吸性能研究

3.1研究背景及意义

3.2实验内容

3.3实验主要试剂与仪器设备

3.4PS-g-4VP树脂对于铼的吸附解吸性能研究

3. 5结果与讨论

3.6PS-g-4VP-IE树脂对于铼的吸附解吸性能研究

3.7结果与讨论

3.8本章小结

第四章 PS-g-4VP及PS-g-4VP-IE树脂对于99Tc的吸附性能研究

4.1研究背景及意义

4.2实验内容

4.3实验主要试剂与仪器设备

4.4PS-g-4VP树脂对于 99Tc的吸附性能研究

4.5结果与讨论

4.6PS-g-4VP-IE树脂对于锝的吸附性能研究

4.7结果与讨论

4.8本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的学术成果

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