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納米結構硅基復合吸附材料及其對放射性核素高效分離的研究

來源:教務處發布時間:2019-12-19

【講座題目】納米結構硅基復合吸附材料及其對放射性核素高效分離的研究

【講座時間】2019年12月23日(星期一)10:10

【講座地點】北京校部主樓 C101

【主 講 人】韋悅周

【主講人簡介】

韋悅周(KURAOKA ETSUSHU),國家“千人計劃”特聘專家。 1990 年獲日本東北大學冶金工程博士學位,之后在東京工業大學原子爐工學研究所做博士后;1992 至 2007 年在日本產業創造研究所原子能化工研究中心任研究員、研究部長;2008 年任日本東北大學加速器與放射性同位素研究中心教授;2010 年到上海交通大學工作,2013-2016 年擔任核科學與工程學院院長;2016 年以“杰出人才”引進廣西大學, 現任資源環境與材料學院院長。主要從事核燃料循環、放射性核素分離利用、納米吸附功能材料、稀貴金屬分離及提純等領域的研究。主持日本政府以及東京電力在核燃料循環領域重大科研項目10 多項,《日 本經濟新聞》等報道了該研究取得重大科研成果;曾獲日本資源素材學會論文獎、日本離子交換學會學術獎和 JNST 期刊最高論文引用獎。 近年主持國家自然科學基金重點項目、NSFC-JST 國際合作項目、面上項目及廣西創新驅動發展重大專項等。發表論文 290 余篇(SCI 收錄 190 多篇);國外授權專利 10 項,中國授權專利 7 項;第一作者專著 1本、參著 4 本。擔任 3 個 SCI 國際期刊及 2 個國內期刊編委,擔任 6 次國際學術會議大會主席。

【內容簡介】

核燃料后處理及放射性廢料的處理處置是制約核能可持續發展的瓶頸問題。近年來,為了從反應堆卸出的乏燃料中高效率地分離回收鈾和超鈾元素以及從核事故引發的高水平污染水中去除銫鍶等關鍵放射性核素,我們研制了以多孔性二氧化硅粒子為載體的新型硅基復合吸附材料。SiO2載體具有粒徑小(50-100μm)、孔徑大(數十-數百 nm)、 孔隙率高(40-70%)等特征,通過溶膠-凝膠原位結晶、原位有機合成、含浸擔載等方法將具有不同吸附功能的化合物(無機鹽類、絡合劑、離子交換樹脂等)負載到SiO2顆粒的孔內,成功合成了一系列具有可控納米孔結構的復合吸附材料。與傳統的吸附材料(離子交換樹脂、 萃淋樹脂、沸石類)相比,復合吸附劑具有選擇性高、動力學性能好、壓降低等顯著的優點。比如合成的硅基有機吸附劑,由于 SiO2-P (P:polymer)載體的粒徑小,只有常用聚合物載體的約 1/10,使得粒 子內擴散距離大大縮小,從而顯著提高離子的吸附和解吸速度;且由于其中的聚合物被局限在二氧化硅的孔內,溶液滲透進去時其膨脹性受到限制,從而產生的壓降很小。因此將這種高密度濃縮型的復合吸附材料充填到中空柱內構成高效萃取色層分離柱,有望使用很小型的分離裝置就能實現從乏燃料溶液或放射性廢液/廢水中高效率地分離回收(去除)各種放射性核素。本報告將介紹新型納米結構硅基復合吸附材料的合成制備及其在乏燃料后處理(鈾钚鎿分離回收)、高放廢液處理(次錒系分離)、放射性污染水處理(銫鍶去除)中對關鍵放射性核素分離的方法及機理的最新研究成果。

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