钛硅酸钠(Na2Ti2O3SiO4·2H2O)对Cs的吸附热力学分析
2012-11-12王保柱石正坤
王保柱,张 东,石正坤,吴 涛
(1.西南科技大学,四川 绵阳 621010;2.中国工程物理研究院,四川 绵阳 621900)
1989年,美国Sandia国家实验室和Texas A&M 大学的Anthony等联合制备了一种无机离子吸附剂,取名为钛硅酸钠(Crystalline sillicotitanate,CST)。1993年,Anthony 等将此类新的CST 命名为TAM-5。1994年Anthony等和美国环球油品公司(Universal Oil Products Company,UOP)合作,将TAM-5商业化,并推出商用粉末产品IE-910及用于柱分离的粒状产品IE-911[1]。CST 的晶体结构与天然矿物Sitinakite 晶体结构十分相似,CST 的孔道半径与137Cs+的半径相似,CST 和137Cs+的离子交换是不可逆的[2],因此,CST 对137Cs+有很强的选择吸附性。美国能源部、太平洋西北实验室、萨凡纳河基地、橡树岭国家实验室、洛斯阿拉莫斯实验室等用CST 对美国各地所贮存的高放废液中137Cs+的吸附测试,均取得巨大成功[3-9]。由于CST 具有良好的物理化学性质及热稳定性,pH 的适应范围广、负载性好,能很好地用于含137Cs+废液处理后的最终处置。但是在我国,对这类材料缺乏系统的研究,目前,只有清华大学[10-12]和四 川大学[13]有相关 研究,而且还只是停留在实验室阶段,诸多技术远远落后于西方等发达国家。本工作拟从反应平衡时间、反应液浓度,以及温度等方面对CST 吸附Cs的热力学进行研究,为进一步研究CST 对Cs的吸附机理提供有益参考。
1 主要实验材料
1.1 主要仪器与装置
BP211D 型精密电子天平:精度为0.01mg,德国赛多利斯公司;HG-310SC型远红外辐射恒温干燥箱:成都天宇试验设备有限公司;Z-8200型原子吸收分光光度计(AAS):日本日立公司;DZKW-4型电子恒温水浴锅:北京中心伟业仪器有限公司;TDZ5-WS 型自动平衡离心机:赛特湘仪离心机仪器有限公司;……
