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作者：许肖锋兰州大学

学位级别：硕士

自20世纪40年代以来,随着核能和核技术的不断发展,产生了大量的放射性废物。其中,低中放废物(LILW)占到了全部放射性废物总体积的绝大部分。世界各国对于低中放废物大多采用了近地表处置的处置方式。在近地表处置的多重屏障体系中,回填... 详细信息

自20世纪40年代以来,随着核能和核技术的不断发展,产生了大量的放射性废物。其中,低中放废物(LILW)占到了全部放射性废物总体积的绝大部分。世界各国对于低中放废物大多采用了近地表处置的处置方式。在近地表处置的多重屏障体系中,回填材料是阻滞放射性核素向外迁移的主要工程屏障之一。国内外低中放废物处置中所使用的回填材料有粘土、水泥、混凝土、沥青、混合材料等。其中,粘土被公认为是一种较好的回填材料。本文从拟建低中放废物处置场的实际情况出发,选择处置场附近的LBP粘土作为处置工程回填材料的研究对象。通过对该地区粘土资源的现场调查、室内试验,系统研究了该粘土的物理、水理、化学和力学性质,在此基础上,开展了该材料的核素迁移模拟研究,肯定了该粘土材料作为低中放废物处置回填材料的适宜性。主要研究内容和成果包括：(1)通过现场调查认为,该粘土资源分布面积广、资源量大、有利于开采和运输,可满足处置工程的需求。(2)在系统研究该粘土的基本物理、化学、水理性质的基础上,与我国某低中放废物处置场所采用的粘土回填材料进行了对比分析,初步认为LBP粘土作为低中放废物处置回填材料是可行的。(3)开展了LBP粘土的工程特性试验研究。结果表明,该粘土经压实后渗透系数极小、有适当的膨胀率、膨胀力大小适中、收缩率较小、机械强度较大、压缩性小,可满足回填材料选材的大部分要求。(4)通过开展核素137Cs和239Pu在压实粘土中的迁移规律模拟研究可知,该粘土经过合理的回填设计后,在低中放废物300～500a的安全处置期内可有效阻滞核素向外迁移。

关键词：低中放废物近地表处置回填材料粘土工程屏障核素迁移

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富胺基型磷吸附剂的合成、稀土改性与吸附机理研究

富胺基型磷吸附剂的合成、稀土改性与吸附机理研究

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作者：许肖锋福建师范大学

学位级别：硕士

自然水体中过量的磷酸盐导致富营养化现象日益严峻,严重影响人类的生产生活,危害水生生态系统平衡。有效地去除水体中过量的磷酸根成为控制富营养化问题加剧的关键。本论文采用吸附法处理含磷废水,并针对吸附处理的关键材料——磷吸附... 详细信息

自然水体中过量的磷酸盐导致富营养化现象日益严峻,严重影响人类的生产生活,危害水生生态系统平衡。有效地去除水体中过量的磷酸根成为控制富营养化问题加剧的关键。本论文采用吸附法处理含磷废水,并针对吸附处理的关键材料——磷吸附剂开展研究,基于多种富胺基型高分子材料,制备了草酸镧负载司维拉姆吸附剂（SH-1C-1La）、交联聚烯丙基胺吸附剂（P1）和稀土负载蟹鳃三种吸附材料,为含磷废水的吸附法处理提供了可能的解决方案。（1）草酸镧负载司维拉姆吸附剂制备及吸附特性研究盐酸司维拉姆（SH）是一种聚烯丙基胺树脂,最初被应用于控制人体的血磷含量,优异的磷吸附性质为其应用于含磷废水的处理提供了基础。然而,SH的吸附容量在高pH值下显著降低。针对这一问题,本课题首先通过筛选不同的含镧活性物质,确定了以草酸镧修饰SH的策略（第三章）,并系统研究了草酸镧修饰SH磷酸盐吸附特性（第四章）。研究发现,La含量低于6 wt.%的复合吸附剂（SH-1C-1La）在pH=8.0时表现出109.3 mg g的吸附量,且在pH=10.0时吸附量高达100.2 mg g,相比SH的吸附量(pH=8.0时为86.3 mg g,pH=10.0时为69.4 mg g)大幅提升。除了高吸附容量和高吸附速率的优点,SH-1C-1La在四个再生循环后依然可保持78%以上的吸附容量,在长期应用中表现出良好的耐久性。Zeta电位测量和X射线光电子能谱分析表明,草酸镧在增加表面电位的同时引入了磷酸根离子的化学结合位点,从而改善了SH在碱性条件下的磷吸附性质。结果说明,草酸镧负载可能为改善阴离子交换树脂的性能提供了一种新的选择。（2）交联聚烯丙基胺吸附剂（P1）的制备及材料性能表征研究为了解决司维拉姆在水中过度溶胀的问题,开展文献调研,发现将烯丙胺盐酸盐作为单体,N,N'-二烯丙基-l,3-丙二胺二盐酸盐作为交联剂,在水溶液中使用2,2-偶氮二异丁基脒二盐酸盐作为自由基引发剂进行自由基聚合反应,可制备得到交联聚烯丙基胺吸附剂（P1）。我们对P1的磷酸盐吸附性质进行了系统地表征（第五章）。结果显示在pH=7.0时,P1的静态吸附量高达133.0 mg g,并具备良好的pH稳定性和吸附选择性。等温吸附测试结果发现,Langmuir模型能较好地拟合吸附等温线,所得理论最大吸附量为141.86 mg g。吸附动力学测试结果表明,P1可在2 h内快速到达吸附平衡,且拟一阶动力学模型可以更好地描述P1的吸附行为,说明P1对磷酸根的吸附主要为静电吸附。鉴于P1所具有的高容量,快速稳定吸附的特点,证明了P1是一种理想的磷酸根吸附剂。（3）稀土负载蟹鳃吸附剂的制备及材料研究基于利用富胺基型高分子载体的设计思路,研究了吸附负载型生物质材料蟹鳃的吸附性质（第六章）。蟹鳃作为常见的生物质废弃物,是一类富胺基型生物高分子材料,将其作为吸附剂载体的研究尚未见报道。我们通过共沉淀法制备了不同稀土活性物质负载的蟹鳃样品,探索不同的修饰方法对于蟹鳃基吸附剂吸附性质的改变。结果发现La（CO）-蟹鳃的吸附效果最好,吸附容量高达48.41 mg g。针对La（CO）-蟹鳃样品吸附机理开展研究,通过对比磷酸根吸附前后的XRD、FTIR及XPS表征结果,发现该吸附剂主要是通过形成La-O-P内层络合物来对磷酸根进行结合。该研究为生物质废弃物蟹鳃的资源化利用提供了思路。

关键词：磷污染吸附剂聚烯丙基胺稀土负载蟹鳃

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G_(SI)和D对边坡稳定性影响的研究

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水电能源科学 2011年第6期29卷 120-123页

作者：许肖锋李鹏飞张兴元尉伯虎兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室甘肃兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 西北核技术研究所陕西西安710024

根据岩体地质条件,采用Hoek-Brown准则估计岩体摩擦角和粘聚力,基于FLAC3D分析了地质强度指标GSI及岩体扰动系数D对岩质边坡的塑性区和位移的影响,并运用极限平衡法验证了GSI、D对边坡稳定系数的影响。灰关联分析结果发现,D的变化引起... 详细信息

根据岩体地质条件,采用Hoek-Brown准则估计岩体摩擦角和粘聚力,基于FLAC3D分析了地质强度指标GSI及岩体扰动系数D对岩质边坡的塑性区和位移的影响,并运用极限平衡法验证了GSI、D对边坡稳定系数的影响。灰关联分析结果发现,D的变化引起边坡局部失稳,GSI可控制边坡整体失稳。

关键词：霍克-布朗准则地质强度指标岩体强度边坡摩尔一库仑准则

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钾位铈掺杂黄钾铁矾的磷吸附特性及机理研究

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化学学报 2022年第4期80卷 476-484页

作者：刘俊瑞陈晶琳杨杰许肖锋李若男黄有桂陈少华叶欣王维福建师范大学化学与材料学院福州350007 中国科学院福建物质结构研究所中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室福州350002 中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心厦门361021 中国科学院城市环境研究所中国科学院城市污染物转化重点实验室厦门361021

黄钾铁矾是一种自然界常见的含铁矿物,它对砷酸根有一定吸附作用,但几乎不吸附同样构型的磷酸根.为了改善黄钾铁矾的磷吸附性质,本研究制备了铈掺杂的黄钾铁矾,并采用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)等表征手段,构建... 详细信息

黄钾铁矾是一种自然界常见的含铁矿物,它对砷酸根有一定吸附作用,但几乎不吸附同样构型的磷酸根.为了改善黄钾铁矾的磷吸附性质,本研究制备了铈掺杂的黄钾铁矾,并采用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)等表征手段,构建了铈离子占据钾离子位的结构模型.磷吸附实验结果表明,少量铈的掺杂可将黄钾铁矾的磷吸附容量(pH=7,24 h)从1.69 mg/g显著提升至29.33 mg/g.同时,初始p H和共存阴离子对其除磷效果影响较小,说明含铈黄钾铁矾对磷酸盐的吸附具备高选择性.进一步分析表明,该吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich等温吸附模型,分析结果表明吸附过程可能是易进行的化学吸附.利用XRD及阴离子交换色谱,证实了相比于纯黄钾铁矾,铈的掺杂提高了黄钾铁矾的反应活性,大幅提升了吸附过程中磷酸根与硫酸根的置换.通过X射线光电子能谱与红外光谱表征,推测吸附过程形成稳定的Ce—O—P化学键,实现特异性化学吸附.这些研究结果为含磷废水的吸附治理提供了一种新的吸附材料,并有望为黄钾铁矾的改性和资源化利用提供参考.

关键词：黄钾铁矾稀土掺杂吸附磷污染铈

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