纳米零价铁材料对放射性核素的 去除及机理研究进展

随着人类社会的发展，放射性铀矿的开采和使用越来越多，环境面临着越来越严重的放射性污染问题。从生物和环境的角度来看，有效地清除环境中的放射性核素是核能利用过程中最重要的问题之一。纳米零价铁（nanoscale zero valent iron, nZVI）具有较大的比表面积和较高的活性位点，能显著提高放射性污染物的修复效率。本综述的目的是展示nZVI基材料对放射性核素的高效去除能力和环境修复作用。简介了常用的nZVI基材料（表面改性或多孔材料支撑的nZVI材料）及其对放射性核素的去除效果和相互作用机制（如吸附和氧化还原）。最后，对nZVI材料的应用和挑战给出个人见解。本综述有助于为高效去除放射性核素的nZVI材料的设计指明方向，为放射性核素的高效处理处置提供新材料。     

放射性核素在矿物表面的吸附微观结构分析进展

放射性核素在矿物表面的吸附行为是影响其在环境中的浓度、迁移、转化及毒性的重要过程。本文简要介绍了放射性核素在吸附剂表面的吸附、沉淀、氧化还原反应的作用机理，针对放射性核素在矿物表面的微观吸附形态的研究中所使用的一些先进的实验分析方法，重点介绍了同步辐射X射线吸收精细结构（XAFS）技术、荧光分析以及理论计算等技术，并展望了放射性核素在矿物表面微观反应机制的研究趋势。     

液氮浓缩富集气相色谱脉冲氦离子化检测器测定燃料氢中甲醛

氢燃料电池汽车因其零排放、续航里程高、环境适应性强等优势,一直被视为未来新能源汽车发展的主要方向。氢中甲醛对燃料电池有毒害作用,影响着燃料电池性能和使用寿命。高纯氢气稀释甲醛模拟燃料氢中甲醛检出限测定,以液氮容量为主要影响因素研究液氮浓缩富集测定甲醛检出限为3×10^-9,RSD为2.7%,结果远超于GB/T 37244—2018中规定的甲醛检出限。满足相关检测规范要求,进一步优化了氢中甲醛测定方法。     

ZSM-5分子筛表面酸碱性质及对Co~(2+)的吸附

采用XRD、FTIR和酸碱滴定等手段对ZSM-5分子筛性质进行研究。采用静态批实验方法研究pH值、离子强度、固液比、平衡时间和Co2+浓度等因素对Co2+在ZSM-5分子筛表面上吸附的影响。结果表明,ZSM-5分子筛对Co2+具有较好的吸附能力和吸附容量;在低pH值下ZSM-5分子筛表面吸附位是以XH、YOH、YO-、YOH2+和XNa形态为主;而在高pH值条件下以YO-和XNa两种形态为主。Co2+在ZSM-5分子筛上的吸附符合准二级动力学;吸附作用受离子强度和pH值影响比较明显。在低pH值下,Co2+主要与ZSM-5分子筛表面发生离子交换作用(X2Co);在高pH值下以表面络合吸附为主(主要形成YOHCo2+和YOCo+两种形态)。     

Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附行为

采用静态批式法研究了Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附行为。探讨了接触时间、pH、离子强度、固液比以及腐殖酸对吸附的影响。测定了293.15 K下的吸附等温线。实验结果表明,pH和离子强度对Th(Ⅳ)吸附的影响很大,腐殖酸在低pH下促进Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附,而在高pH下几乎没有影响;Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附主要通过表面络合和离子交换进行;Langmuir方程可以很好的拟合吸附等温线。     

纳米材料和纳米技术在核废料处理中的应用研究进展

核废料的妥善处理和安全处置是世界各国关注的热点和焦点。近年来,寻求环境友好的污染物高效修复材料逐步成为各国环境科学领域研究的热点。随着环境分子科学的迅速发展,被誉为"21世纪最有应用价值材料"的纳米材料在环境污染治理中的应用越来越受到重视,纳米材料比表面积大,反应活性高,可促进多种界面反应,如对重金属离子及放射性核素的界面吸附及增强氧化-还原反应等,有望在重金属离子及放射性核素等污染治理中发挥重要作用。本文综述了国内外纳米金属材料、纳米金属氧化物材料、碳纳米材料与碳纳米材料复合物以及其他纳米材料在核废料处理中的应用研究进展,探讨了该研究领域的不足,展望了其研究前景,以期为该领域的进一步深入研究拓展新的思路。     

毛细管法测定99Tc在压实皂土中的吸附分配系数和表观扩散系数

利用毛细管法研究了温度和皂土密度对^99TcO4^-在压实皂土中的吸附分配系数和表观扩散系数的影响,实验结果符合Fick’s定律。研究结果表明,^99TcO4^-在压实皂土中的吸附分配系数和表观扩散系数随温度升高而增加,随皂土密度的增加而减小。温度和皂土的密度(皂土柱的空隙率)对放射性核素的吸附和迁移起着重要作用。     

放射性核素在天然黏土和人工纳米材料上的吸附机理研究

核能的利用过程中产生的放射性核素不可避免的释放到环境中,给环境污染和人类健康带来重大危害。本文简单综述了近年来我国关于放射性核素在环境天然黏土材料和人工纳米材料上的吸附以及不同表征方法如X-射线吸收精细结构光谱(X-ray absorption fine structure spectroscopy,XAFS)、荧光时间衰减光谱(time resolved laser fluorescence spectroscopy,TRLFS)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectric spectroscopy,XPS),并结合表面络合模型和理论计算化学,研究和分析放射性核素在固体界面相互作用机理国内研究进展。通过本文综述,可以为我国开展放射性核素在环境中的化学行为研究提供一些参考。     

激光主动成像图像制导导引头设计

提出了一种采用半导体激光器、基于DSP的距离选通和连续激光切换成像的激光主动成像图像寻的导引头设计方案,分析计算了方案中关键部件半导体激光器、接收CCD、发射光学部分、接收光学的性能指标,最后指出了半导体激光主动成像图像处理单元相比红外图像、微波图像等自身独有的特点.方案中设计的导引头能够在雨、雪、雾等较恶劣的天气及白天、黑夜使用,是一种发射后不管,全天候作战的导引头.     

金属有机骨架材料在放射性核素去除中的研究

核能利用的过程中, 从铀矿开采、核燃料加工、核能发电到乏燃料后处理, 会产生大量放射性废物, 部分放射性核素会不可避免的释放到环境中, 对环境和人类健康造成重大危害。放射性核素的高效去除是核电健康发展的重要关键科学问题之一。近年来, 高化学稳定性、具有大量功能基团而且结构可调的多孔金属有机骨架材料(MOFs)在放射性污染治理方面受到国内外同行的高度关注。本文系统地介绍了MOFs及MOFs复合材料在放射性核素吸附去除方面的研究进展, 通过宏观吸附、模型分析、先进光谱表征和理论计算四个方面描述放射性核素与MOFs材料的界面作用机理, 并对MOFs材料的吸附性能与其它材料进行对比, 评价MOFs材料在放射性污染治理中的应用前景。