光化學(xué)分離模擬高放廢液中金屬元素的研究：液相中Pd(Ⅱ)Ru(Ⅲ)的光還原.pdf

1、在核工業(yè)發(fā)展中，通常采用玻璃固化的方法處理高水平放射性廢液(HLLW)。然而，高放廢液中含有大量的如鈀(Pd)、釕(Ru)、銠(Rh)等鉑族金屬元素(PGMs)，由于鉑族金屬元素的熔點比較高，對于設(shè)備的運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生不利的影響。因此針對鉑族金屬元素的分離回收技術(shù)的開發(fā)尤為重要。光化學(xué)方法還原分離高放廢液中的鉑族元素是一種新型的、綠色環(huán)保的過程。與傳統(tǒng)的離子交換法和電化學(xué)法等方法相比，光還原方法具有以下優(yōu)點:紫外光從容器外部照射溶液，避免與高

2、放廢液直接接觸（浸泡），降低了對材料耐輻照性的要求;基本不引入其它化學(xué)物質(zhì)或材料，只是采用傳統(tǒng)有機小分子作為自由基清除劑，不產(chǎn)生次級放射性廢物。
　　本論文采用光還原方法來分離模擬高放廢液中的鉑族元素(Pd、Ru)，在合適條件下，將金屬離子還原成金屬原子，并聚集生長成金屬微粒子，然后通過離心機分離得到回收的金屬元素，對其結(jié)構(gòu)、形貌等進行表征。在溶液配制方面，按單一金屬離子→多金屬離子混合液→含釹多金屬離子混合液（模擬高放廢液）的順

3、序開展實驗工作。采用石英試管配制高放廢液模擬水溶液，用高純氮氣除氧后，利用紫外光連續(xù)光源（中、低壓汞燈）照射樣品。照射后的樣品利用UV-Vis分光光度計測量吸收光譜，離心分離后的樣品利用TEM觀察粒子形貌，XPS測定粒子成分。本論文的主要內(nèi)容歸納如下:
　　1.使用光化學(xué)方法能成功地還原出水溶液中的Pd(Ⅱ)離子，提取率可達98.4％;相比之下，采用異丙醇作為自由基清除劑時能更有效地提取溶液中的鈀元素。高濃度的Cl-抑制Pd(Ⅱ)

4、的還原;適當(dāng)提高pH值可以促進Pd(Ⅱ)的還原。
　　2.使用光化學(xué)方法并采用異丙醇作為自由基清除劑能成功地還原出水溶液中的Ru(Ⅲ)離子，提取率可達95.8％。適當(dāng)提高溶液中Cl-濃度和初始pH值的可促進Ru(Ⅲ)的還原。此外，初步討論了Pd(Ⅱ)和Ru(Ⅲ)光還原的機理。
　　3.此外，根據(jù)研究計劃，開展了Pd(Ⅱ)/Nd(Ⅲ)、Ru(Ⅲ)/Nd(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)/Ru(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)/Ru(Ⅲ)/Nd(Ⅲ)光還原分離