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回归自然:人造岩石固化核素的思考与进展 被引量：8
1
作者 段涛 丁艺 +2 位作者 罗世淋 张胜泰 刘建 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期25-35,共11页
核工业生产、核能开发、核武器研制等不可避免会产生放射性废物,高放废物是现存放射性废物中最难处理的废物之一。随着我国“积极发展核电”战略的实施,放射性废物的安全有效处理处置成为关系到我国核能可持续发展的关键问题。人造岩石... 核工业生产、核能开发、核武器研制等不可避免会产生放射性废物,高放废物是现存放射性废物中最难处理的废物之一。随着我国“积极发展核电”战略的实施,放射性废物的安全有效处理处置成为关系到我国核能可持续发展的关键问题。人造岩石固化体(SYNROC)弥补了玻璃固化体低化学耐久性和亚稳态性能的缺点。本文在综述人造岩石固化的概念、候选矿物固化体分类的基础上,重点介绍了SYNROC固化体快速合成方法、固核机理和长期稳定性评价等方面的最新研究进展。“道阻且长,行则将至”。最后,指出了SYNROC固化存在的不足,并针对今后应重点关注的研究方向与发展趋势提出了建议。 展开更多
关键词 高放废物 人造岩石 固化 核素 长期稳定性 综述
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YIG陶瓷对三价锕系模拟核素的固化行为研究
2
作者 罗世淋 张胜泰 +5 位作者 许保亮 王凌坤 段思逸菡 丁艺 赵倩 段涛 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期757-763,共7页
石榴石具有较大的锕系包容量及化学灵活性,被认为是潜在的锕系核素固化基材。本工作以Nd^(3+)模拟三价锕系核素,通过高温固相法成功合成了Y_(3–x)Nd_(x)Fe_(5)O_(12)(0≤x≤2)系列钇铁石榴石(YIG)固化体。研究了Nd在YIG固化体中的固溶... 石榴石具有较大的锕系包容量及化学灵活性,被认为是潜在的锕系核素固化基材。本工作以Nd^(3+)模拟三价锕系核素,通过高温固相法成功合成了Y_(3–x)Nd_(x)Fe_(5)O_(12)(0≤x≤2)系列钇铁石榴石(YIG)固化体。研究了Nd在YIG固化体中的固溶极限和Nd掺杂量对固化体的物相和微观结构的影响规律,以及不同pH条件下Nd掺杂钇铁石榴石固化体的化学耐久性。研究结果表明,当x≤1.7时,YIG基固化体为纯相YIG;当x≥1.8时,YIG基固化体中YIG、NdFeO_(3)和Fe_(2)O_(3)三相共存。纯相YIG基固化体对Nd^(3+)的固溶极限约为29.5%(质量分数)。随着Nd掺杂量增加,固化体的密度增大,体积减小,孔隙率减小。浸出实验结果显示,28 d后元素归一化浸出率(LR_(i))逐渐趋于平衡,42 d后,其元素的LR_(i)为10^(-6)~10^(–5) g·m^(-2)·d^(–1)。LR_(Y)小于LR_(Nd),且酸性溶液中元素归一化浸出率也略高于中性和碱性溶液。这些结果表明,YIG陶瓷是理想的三价锕系核素候选固化基材。 展开更多
关键词 钇铁石榴石(YIG) 锕系核素 相演变 化学稳定性
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氮化碳异质结用于光催化还原U(Ⅵ)的研究进展 被引量：1
3
作者 吴林珍 张玲 +3 位作者 孟旗 李姝阳 张友魁 段涛 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期299-313,I0001,共16页
对核工业产生的含铀废水进行铀污染处理和铀资源回收,有利于维护核能的可持续发展。光催化还原技术友好地协同了吸附-还原能力,克服了单一吸附去除的热力学限制,用于核废水中铀去除与回收具有较大的发展潜力。氮化碳基纳米材料因其优异... 对核工业产生的含铀废水进行铀污染处理和铀资源回收,有利于维护核能的可持续发展。光催化还原技术友好地协同了吸附-还原能力,克服了单一吸附去除的热力学限制,用于核废水中铀去除与回收具有较大的发展潜力。氮化碳基纳米材料因其优异的光化学性能、出色的理化可调性和良好的化学稳定性而被认为是一类光催化U(Ⅵ)还原的理想光催化剂。近年来围绕氮化碳进行的改性和应用研究为光催化铀还原提供了深入见解。近期的研究揭示了基于C_(3)N_(4)的异质结纳米结构的构筑及其对铀的光催化还原过程和机制。本文旨在阐明这一快速发展的主题,立足于光催化还原U(Ⅵ)的机理,着眼于有效改善C_(3)N_(4)的光催化性能,系统总结了基于C_(3)N_(4)异质结光催化材料的设计开发及其在U(Ⅵ)还原中的应用。最后,展望了当前基于C_(3)N_(4)的光催化材料在含铀废水中对U(Ⅵ)的还原去除面临的困难,为未来的突破提供视角和方向。 展开更多
关键词 氮化碳 异质结 光催化 铀还原 核废水
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分级大/介孔氮化碳-二氧化钛复合材料对U(Ⅵ)的光催化还原
4
作者 李姝阳 牛智伟 +2 位作者 崔振鹏 潘多强 吴王锁 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期396-400,I0004,共6页
光催化技术可以利用光生电子将易溶解的U(Ⅵ)还原为难溶解的U(Ⅳ)。本工作在不引入有机模板或辅助添加剂的情况下,合成了分级大/介孔g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料,并用于光催化还原U(Ⅵ)。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)... 光催化技术可以利用光生电子将易溶解的U(Ⅵ)还原为难溶解的U(Ⅳ)。本工作在不引入有机模板或辅助添加剂的情况下,合成了分级大/介孔g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料,并用于光催化还原U(Ⅵ)。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积物理吸附仪(BET)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-vis DRS)等先进表征设备对g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料的形貌结构和光学性质进行了研究。通过光催化实验对g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料光催化还原U(Ⅵ)的性能进行了研究。结果表明:g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料兼具分级大/介孔TiO_(2)和g-C_(3)N_(4)的优点,不仅具有大的比表面积(174.68 m^(2)/g)和长通道,而且具有更广的光吸收范围。因此,g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料在15 min内对U(Ⅵ)的去除率就高达98.4%。本工作对光催化处理含铀放射性废水提供了新的思路。 展开更多
关键词 TiO_(2) g-C_(3)N_(4) 光催化 铀 分级介孔
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状态方程靶的纳米胶连复合技术研究 被引量：1
5
作者 陈果 张玲 +5 位作者 黄景林 刘艳松 王涛 艾星 李俊 何小珊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期850-856,共7页
为了模拟和解释材料在激光冲击产生的高应变率和压力下的实验现象,物理实验对状态方程实验靶多层材料之间的胶层厚度提出了亚微米级的需求。针对现有复合方法的不足,本文采用引发式化学气相沉积方法制备固体原胶薄膜,并采用液相活化方... 为了模拟和解释材料在激光冲击产生的高应变率和压力下的实验现象,物理实验对状态方程实验靶多层材料之间的胶层厚度提出了亚微米级的需求。针对现有复合方法的不足,本文采用引发式化学气相沉积方法制备固体原胶薄膜,并采用液相活化方法对原胶薄膜进行活化和固化,实现了状态方程实验靶的亚微米级无损胶连复合。采用多种表征技术对纳米胶连复合样品的胶层厚度及形貌进行表征,胶层厚度为亚微米级,最薄时仅300 nm。本文所报道的纳米胶连复合方法能为激光加载压缩物理实验的精度提高和实验结果的准确解释提供制靶技术保障。 展开更多
关键词 纳米胶连 化学气相沉积 pGMA薄膜 液相活化
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不同磷石膏添加量对玉米幼苗生长和镉积累的影响 被引量：2
6
作者 高永峰 刘继恺 +6 位作者 唐运来 周春壮 张建昆 王仙慧 李志华 王以旺 邓斌 《安徽农业科学》 CAS 2019年第22期152-155,共4页
[目的]探讨磷石膏资源化利用对玉米苗期生长发育的影响及可能引起的镉污染风险。[方法]采用盆栽试验,研究不同磷石膏添加量(0、5%、10%、20%、40%和80%)对玉米幼苗生长、叶片色素含量,以及对玉米幼苗镉积累的影响。[结果]与对照相比,不... [目的]探讨磷石膏资源化利用对玉米苗期生长发育的影响及可能引起的镉污染风险。[方法]采用盆栽试验,研究不同磷石膏添加量(0、5%、10%、20%、40%和80%)对玉米幼苗生长、叶片色素含量,以及对玉米幼苗镉积累的影响。[结果]与对照相比,不同磷石膏添加量处理可显著降低土壤pH,显著提高土壤电导率(P<0.05)。随着磷石膏添加量的增加,玉米幼苗的株高、叶面积、总叶绿素和类胡萝卜素含量均呈先升高后降低的趋势。磷石膏处理可显著抑制玉米幼苗根的生长,但对玉米幼苗茎的生长影响不显著。不同磷石膏添加量处理的玉米幼苗对镉的吸收均表现为地下部分大于地上部分;高磷石膏添加量处理(地上部分80%,地下部分20%~80%)可显著提高玉米幼苗地上和地下部分的镉含量。[结论]不超过10%的磷石膏添加量处理有利于玉米幼苗地上部分的生长和光合能力,且对幼苗镉积累影响不显著。 展开更多
关键词 磷石膏 玉米幼苗 生长发育 镉积累
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海水提铀吸附材料研究进展 被引量：12
7
作者 冯健 何桂强 +2 位作者 魏艳霞 段涛 周建 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1-7,共7页
在清洁能源中,核能将在全球范围内持续增长,特别是在中国、俄罗斯和其他一些国家。由于陆地铀资源非常有限,而海水中铀含量非常高,因此从海水中提取铀是全世界科研工作者的研究热点,也成为人类能源可持续发展的重要保证。然而,目前来看... 在清洁能源中,核能将在全球范围内持续增长,特别是在中国、俄罗斯和其他一些国家。由于陆地铀资源非常有限,而海水中铀含量非常高,因此从海水中提取铀是全世界科研工作者的研究热点,也成为人类能源可持续发展的重要保证。然而,目前来看,海水提铀吸附材料仍然存在生物污染、吸附率低、竞争性金属离子共存、材料可重复使用率低等问题,导致相关技术难以推广应用。针对如何开发出成本低、吸附率高、选择性高、抗污染的海水提铀吸附材料,总结了近年来比较热门的相关研究,并进行探讨比较,对海水提铀中存在的问题和未来研究方向进行了总结和展望。 展开更多
关键词 海水提铀 偕胺肟 吸附 选择性 吸附容量
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g-C3N4光催化还原净化重金属离子的研究进展 被引量：8
8
作者 杨玥 赵斌 +2 位作者 张友魁 李敏 段涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期17132-17138,共7页
随着社会的迅速发展,污染物的排放量也日益增多,严重破坏了生态环境。尤其是废水中的重金属离子,严重破坏了水生态环境,对水生动、植物以及人体健康都造成了极大损害。因此,处理废水中的重金属离子对保护水生态环境意义重大。目前,研究... 随着社会的迅速发展,污染物的排放量也日益增多,严重破坏了生态环境。尤其是废水中的重金属离子,严重破坏了水生态环境,对水生动、植物以及人体健康都造成了极大损害。因此,处理废水中的重金属离子对保护水生态环境意义重大。目前,研究人员探索出许多净化废水中重金属离子的方法,包括物理修复法、化学治理法、生物治理法、膜分离法以及光催化法。其中,光催化是一种环境友好、节能的方法,其核心是光催化材料。类石墨相氮化碳(g-C 3N 4)因其良好的化学稳定性、热稳定性和光电性质,成为近年来研究最广泛的非金属光催化剂。但纯氮化碳存在比表面积小、禁带宽度较大、可见光反应范围小、光生电子空穴复合率较高等缺点,因此需对氮化碳进行改性,以提高其光催化活性。氮化碳的改性方法主要有形貌调控、掺杂改性、贵金属沉积、异质结法。本文重点归纳了改性氮化碳作为光催化剂光催化处理六价铀离子(U 6+)、六价铬离子(Cr 6+)、铜离子(Cu-EDTA)、汞单质(Hg 0)的研究现状,总结了氮化碳还原净化重金属离子的研究进展,以期为未来光催化研究提供参考。 展开更多
关键词 环境污染 氮化碳 还原净化 重金属离子
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新型铋基SiOCNF复合膜对放射性气态碘的吸附性能 被引量：1
9
作者 刘城 赵倩 +2 位作者 牟志伟 雷洁红 段涛 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1043-1050,共8页
放射性碘是典型的核裂变产物之一,吸附-分离-固化放射性碘(^(129)I、^(131)I等)对于核电运营、乏燃料后处理具有重要意义。本研究采用静电纺丝技术和热还原方法,以一种聚甲基倍半硅氧烷树脂(MK树脂)为原料,成功制备出一种新型铋基复合... 放射性碘是典型的核裂变产物之一,吸附-分离-固化放射性碘(^(129)I、^(131)I等)对于核电运营、乏燃料后处理具有重要意义。本研究采用静电纺丝技术和热还原方法,以一种聚甲基倍半硅氧烷树脂(MK树脂)为原料,成功制备出一种新型铋基复合纳米纤维膜(Bi@SiOCNF)。该材料以SiOC纤维为基体,金属单质铋负载在SiOCNF表面与三维网络空间,对气体碘表现出良好的捕获与固定能力。吸附实验结果表明,该材料在2 h内可达到最大饱和吸附容量(515.2 mg/g)。XRD、XPS等测试结果表明,铋基SiOCNF复合纳米纤维膜通过化学吸附与物理吸附机制共同吸附气态碘。热分析表明,Bi@SiOCNF具有良好的热稳定性。该材料在核电站、乏燃料后处理厂对放射性气态碘的捕获、固定和储存等方面具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 气态碘 放射性 静电纺丝 铋 吸附
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熔盐法低温合成掺钕ZrSiO_(4)陶瓷的物相演变和化学稳定性
10
作者 刘建 王凌坤 +5 位作者 许保亮 赵倩 王耀萱 丁艺 张胜泰 段涛 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期910-916,共7页
相较于传统固相烧结方法,熔盐在较低的温度下提供了快速的传质和成核过程,可合成用于固化高放废物(HLW)的陶瓷固化体。本工作采用熔盐法(MSS)在不同烧结温度(1100、1200、1300、1400、1500℃)和不同烧结时间(3、6、9、12、15 h)下制备了... 相较于传统固相烧结方法,熔盐在较低的温度下提供了快速的传质和成核过程,可合成用于固化高放废物(HLW)的陶瓷固化体。本工作采用熔盐法(MSS)在不同烧结温度(1100、1200、1300、1400、1500℃)和不同烧结时间(3、6、9、12、15 h)下制备了掺Nd的锆石(ZrSiO_(4))陶瓷(Zr_(1-x)Nd_(x)SiO_(4-x/2)(0≤x≤0.1)),并采用静态浸出试验(PCT)研究掺Nd的ZrSiO_(4)陶瓷在模拟地质处置环境下的化学稳定性。在熔盐与氧化物最佳摩尔比为10:1、烧结温度为1200℃、烧结时间为6 h的较温和条件下,利用熔盐法成功合成了Zr_(1–x)Nd_(x)SiO_(4–x/2),可将Nd在ZrSiO_(4)中的固溶摩尔分数提高到8%,结果显示MSS法能够降低陶瓷合成温度,缩短合成时间,提高固溶量。ZrSiO_(4)陶瓷对三价锕系核素的固化机理为晶格固化。浸出实验结果显示,Nd的归一化浸出率(LRNd)低至~10–5 g·m^(–2)·d^(–1)。浸出前后ZrSiO_(4)陶瓷未发生物相演变,展现出较好的结构稳定性。浸出模型显示Nd浸出归因于陶瓷表面层发生溶解。研究结果表明,MSS法是一种高效的合成陶瓷固化体的手段。 展开更多
关键词 固化 锆石 熔盐 化学稳定性
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