纳米结构硅基复合吸附材料及其对放射性核素高效分离的研究

来源:教务处发布时间:2019-12-19

【讲座题目】纳米结构硅基复合吸附材料及其对放射性核素高效分离的研究

【讲座时间】2019年12月23日(星期一)10:10

【讲座地点】北京校部主楼 C101

【主 讲 人】韦悦周

【主讲人简介】

韦悦周(KURAOKA ETSUSHU),国家“千人计划”特聘专家。 1990 年获日本東北大学冶金工程博士学位,之后在东京工业大学原子炉工学研究所做博士后;1992 至 2007 年在日本产业创造研究所原子能化工研究中心任研究员、研究部长;2008 年任日本东北大学加速器与放射性同位素研究中心教授;2010 年到上海交通大学工作,2013-2016 年担任核科学与工程学院院长;2016 年以“杰出人才”引进广西大学, 现任资源环境与材料学院院长。主要从事核燃料循环、放射性核素分离利用、纳米吸附功能材料、稀贵金属分离及提纯等领域的研究。主持日本政府以及东京电力在核燃料循环领域重大科研项目10 多项,《日 本经济新闻》等报道了该研究取得重大科研成果;曾获日本资源素材学会论文奖、日本离子交换学会学术奖和 JNST 期刊最高论文引用奖。 近年主持国家自然科学基金重点项目、NSFC-JST 国际合作项目、面上项目及广西创新驱动发展重大专项等。发表论文 290 余篇(SCI 收录 190 多篇);国外授权专利 10 项,中国授权专利 7 项;第一作者专著 1本、参著 4 本。担任 3 个 SCI 国际期刊及 2 个国内期刊编委,担任 6 次国际学术会议大会主席。

【内容简介】

核燃料后处理及放射性废料的处理处置是制约核能可持续发展的瓶颈问题。近年来,为了从反应堆卸出的乏燃料中高效率地分离回收铀和超铀元素以及从核事故引发的高水平污染水中去除铯锶等关键放射性核素,我们研制了以多孔性二氧化硅粒子为载体的新型硅基复合吸附材料。SiO2载体具有粒径小(50-100μm)、孔径大(数十-数百 nm)、 孔隙率高(40-70%)等特征,通过溶胶-凝胶原位结晶、原位有机合成、含浸担载等方法将具有不同吸附功能的化合物(无机盐类、络合剂、离子交换树脂等)负载到SiO2颗粒的孔内,成功合成了一系列具有可控纳米孔结构的复合吸附材料。与传统的吸附材料(离子交换树脂、 萃淋树脂、沸石类)相比,复合吸附剂具有选择性高、动力学性能好、压降低等显著的优点。比如合成的硅基有机吸附剂,由于 SiO2-P (P:polymer)载体的粒径小,只有常用聚合物载体的约 1/10,使得粒 子内扩散距离大大缩小,从而显著提高离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内,溶液渗透进去时其膨胀性受到限制,从而产生的压降很小。因此将这种高密度浓缩型的复合吸附材料充填到中空柱内构成高效萃取色层分离柱,有望使用很小型的分离装置就能实现从乏燃料溶液或放射性废液/废水中高效率地分离回收(去除)各种放射性核素。本报告将介绍新型纳米结构硅基复合吸附材料的合成制备及其在乏燃料后处理(铀钚鎿分离回收)、高放废液处理(次锕系分离)、放射性污染水处理(铯锶去除)中对关键放射性核素分离的方法及机理的最新研究成果。

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