改性活性炭对放射性甲基碘吸附与解吸性能的研究

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吸附过滤法是常用的捕集碘方法之一,具有吸附效率高、成本低廉、设备简单等优点。目前,三亚乙基二胺浸渍的活性炭是应用最为广泛的固体吸附材料。但在使用过程中人们发现,超过390K时,三亚乙基二胺易升华,导致吸附效率显著降低;三亚乙基二胺的大量使用,会降低浸渍活性炭的着火点;风化、老化和中毒后的浸渍炭的吸附能力和滞留能力会显著降低,必须经常更换:浸渍炭长期使用后会产生大量的炭尘,可在更换过程中逸出,对工作人员和环境造成污染;此外,在运输、贮存和处理过程中,浸渍活性炭吸附的碘可解吸,对环境造成二次污染。因此,寻找吸附效率高、适用范围广的浸渍剂以及探讨三亚乙基二胺浸渍活性炭的解吸行为成为亟待解决的课题。在本文中,首先用高闪点和低挥发性的六亚甲基四胺作浸渍剂,制备了浸渍活性炭,测试了浸渍活性炭捕集碘过程中几项参数的影响。研究结果表明:在相对湿度介于95%~96.5%、室温这一比较苛刻的实验条件下,六亚甲基四胺浸渍活性炭对甲基碘的吸附效率最高达94.82%,说明六亚甲基四胺是一种优良的捕集碘用浸渍剂;在浸渍炭的制备过程中,w=5%的六亚甲基四胺浸渍量和30min的烘干时间是最适宜的;活性炭颗粒度和进口处甲基碘浓度的减小有利于甲基碘的吸附;pH值的提高和活性炭的老化会降低活性炭的吸附能力。其次,研究了三亚乙基二胺浸渍活性炭的解吸行为,探究了气体流速、水浸时间、温度以及K+加入量等参数对预吸附甲基碘的三亚乙基二胺浸渍活性炭滞留碘能力的影响。研究结果表明:当氮气流速从1.4cm/s增加至21cm/s时,解吸的甲基碘量增加了3.15倍:当水浸时间仅为0.5h时,即出现了甲基碘的解吸,在此后测量的几个时间点(1.5h、2h、3h、4h),甲基碘的解吸量未发生明显变化;在80℃以内的温度范围内,未发生甲基碘的解吸;钾离子的加入可降低碘的解吸,当KCl的加入量为0.06g时,解吸的甲基碘量仅为未加入KCl时所解吸的甲基碘量的56%。本工作为六亚甲基四胺用作除碘用浸渍剂以及防止碘的二次污染提供了实验依据。
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