关键词:
离子交换树脂
Cs^(+)
吸附
热解减容
摘要:
铯-137(^(137)Cs)是核反应堆废水中最常见的放射性物质之一,为开发高效吸附Cs^(+)的功能材料,本研究对自主研发的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂以1∶1.8的质量比混合,开发了KR-01混合离子交换树脂,并对其Cs^(+)吸附性能进行系统研究,重点考察吸附时间、树脂用量、pH等因素对其吸附效果的影响,研究Cs^(+)在树脂中的吸附动力学和吸附等温过程。结果表明:在25℃、pH=6.0条件下,树脂能够实现对Cs^(+)的最佳吸附,静态饱和吸附容量为98.159 mg/mL,吸附率达99.960%。准一级动力学模型线性相关系数R^(2)=0.997,Cs^(+)在KR-01树脂上的吸附过程由扩散机制控制,分为快速吸附和缓慢吸附。在一定浓度范围内,KR-01树脂对Cs^(+)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,其相关系数R^(2)均>0.940,但Langmuir方程更能准确反映该交换吸附过程,突出了Langmuir模型主导的单层吸附过程。此外,在900℃热解后树脂剩余量约为48.970%,且热解挥发性气体中未检测到Cs^(+),实现了对废树脂的高效减容和稳定化处置。KR-01混合离子交换树脂对Cs^(+)的吸附率和热解减容性能均优于国外代表性商用树脂。