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银基多孔阳离子聚合物材料的设计、制备及其对129I-/129IO3-的分离性能研究

批准号:
22076155
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
朱琳
依托单位:
学科分类:
放射化学与辐射化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱琳

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
129I是一种半衰期长、毒性大、迁移性高的关键裂片核素,一旦迁移进入地下水会对生态环境及人类健康构成潜在危害。针对乏燃料后处理过程中酸性条件下高效分离129I的难题,本项目提出银基多孔阳离子聚合物材料的精准设计与可控合成策略,研究银基多孔阳离子聚合物材料的可控合成方法;评价材料在热、酸、辐照环境下稳定性;重点考察材料对129I-/129IO3-吸附性能,阐明吸附过程中129I-/129IO3-与材料骨架的吸附固化机理,可望解决目前已报道的银基材料极端环境(高温、高酸、强辐射)服役性能差的瓶颈问题。项目预期研究结果对于乏燃料后处理以及阻滞放射性核素129I在环境中的迁移扩散具有重要的理论和现实意义。
英文摘要
129I is one of the key nuclear fission products with a long half-life, high toxicity and high migration. Once it migrates into groundwater, it will pose potential harm to the ecological environment and human health. In order to solve the problem of highly efficient removal of 129I from highly acidic solution of spent fuel, this project proposed the precise design and controllable synthesis strategy of silver-based porous cationic polymer materials, and studied the controllable synthesis method of materials. To evaluate the stability of the material under the conditions of heat, acid and irradiation, the adsorption properties of the materials toward 129I-/129IO3- are getting investigated, and the adsorption mechanism are getting elucidated. It is expected to solve the bottleneck problem of poor performance of silver-based materials in extreme environment (high temperature, high acid and strong radiation) reported so far. The results of the project may represent great theoretical and practical significance for spent fuel reprocessing and blocking the migration of 129I in the environment.
放射性离子态碘在环境中具有强迁移和扩散能力,因此高效富集固定I-/IO3-并有效阻滞其在水体中的迁移扩散是溶液放射化学领域的挑战之一。针对核废液体系中129I的分离富集、迁移扩散、固定固化与安全性评价等问题,本项目重点开展了金属基多孔阳离子聚合物对I-/IO3-的吸附性能和机理研究。我们设计合成了7种银基/铋基/铜基多孔阳离子聚合物材料,系统研究了材料对I-/IO3-吸附性能,阐明了吸附过程中I-/IO3-与材料的吸附固定机理,并建立了系统性的研究方法。具体取得了以下重要结果:1)提出了“高效富集-固定一体化”材料的设计思路,拓展了银基/铋基/铜基多孔聚合物材料在放射性废水净化领域的应用;2)通过制备具有核壳结构的多孔阳离子聚合物材料,提升了银基/铋基/铜基材料的稳定性和有效利用率,实现了废液体系中I-/IO3-的高效富集和固定,稳定的固化相有效阻滞了I-/IO3-在水体中的迁移;3)开发合成了微米级多孔复合材料体系,用于原位处理含I-/IO3-废液,有望应用于柱实验中实际废液分离体系。综上所述,本项目在放射性碘的高效分离材料设计、性能优化及机理分析方面取得了显著进展,为放射性废水中I-/IO3-的实际处理提供了理论依据和技术支持。.在本项目资助下,共发表SCI论文15篇,获得国家发明专利授权6项,超额完成了预期目标。培养研究生9名,其中包括2名博士研究生和7名硕士研究生。此外,项目负责人在2021年入选四川省学术与技术带头人后备人选,并荣登爱斯唯尔2023、2024全球前2%顶尖科学家榜单。
耐酸型阳离子MOFs材料的设计、制备与分离99TcO4-机理研究
  • 批准号:
    21906133
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    朱琳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金