【摘 要】
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137Cs+及90Sr2+為核反應之主要產物,其半衰期長達三十年,為核廢料處置上重要的去除對象.本研究針對Sr2+之去除效率進行深入探討.選用自然界中常見的膨潤土作為對Sr2+之吸附劑使用,其具有成本低廉、熱及化學穩定等優點.為了提高膨潤土對於Sr2+的吸附效率,實驗利用HCl 及H3PO4 對膨潤土進行酸洗處理,實驗結果發現酸洗過程中藉由提高酸洗溫度與濃度,可使膨潤土層間之可交換陽離子(Mg2+
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137Cs+及90Sr2+為核反應之主要產物,其半衰期長達三十年,為核廢料處置上重要的去除對象.本研究針對Sr2+之去除效率進行深入探討.選用自然界中常見的膨潤土作為對Sr2+之吸附劑使用,其具有成本低廉、熱及化學穩定等優點.為了提高膨潤土對於Sr2+的吸附效率,實驗利用HCl 及H3PO4 對膨潤土進行酸洗處理,實驗結果發現酸洗過程中藉由提高酸洗溫度與濃度,可使膨潤土層間之可交換陽離子(Mg2+、Ca2+、K+、Na+、Fe3+)溶出,其最適條件為溫度60 ℃、濃度6 M,藉由SEM 分析證實,酸洗處理後使得膨潤土顆粒明顯變小,因此膨潤土由HCl 及H3PO4 改質後,其比表面積從26m2/g 分別提升至84.06 m2/g 及95.04 m2/g.經酸洗處理後的膨潤土,再以NaOH 在6M 常溫環境下進行表面離子改質,EDS 顯示強酸與強鹼會使膨潤土中的Al3+及Si4+溶出,使部分非橋氧配位形成,使溶液中Na+得以進入結構中,並附著於膨潤土本身的活化位置上,有效提升吸附效果.膨潤土經H3PO4 改質過程中,由於磷離子與結構中陽離子進行交換,進入結構中,使Na+的表面插入含量減少,而以HCl 改質處理的膨潤土,可在鹼洗過程中插入較多的Na+,對於Sr2+的吸附作用有明顯提升的效果.將改質後的膨潤土進行Sr2+的等溫吸附實驗,結果符合 Langmuir model,證實膨潤土進行改質處理後,使原本對Sr2+吸附量從28.9 mg/g 大幅提升至78.1 mg/g.預期未來將可直接應用於核廢料的處理工作上.
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