碳分子篩和活性炭吸附氙氣性能的研究*

劉 孟， 張 莉*， 王 茜

(1.四川大學 原子與分子物理研究所,四川 成都 610065；2.中國工程物理研究院，四川 綿陽 621900)

碳分子篩和活性炭吸附氙氣性能的研究*

劉 孟1， 張 莉1*， 王 茜2

(1.四川大學 原子與分子物理研究所,四川 成都 610065；2.中國工程物理研究院，四川 綿陽 621900)

放射性氙監測系統的取樣一般采用炭基材料吸附分離法.為了獲得性能優異的氙吸附材料，本文研究了活性炭以及三種碳分子篩對氙的吸附性能.用靜態吸附法測定了273 K、298 K條件下的四種材料對Xe的吸附性能，用動態吸附法測定了不同溫度、不同載氣流速下材料對氙的動態吸附系數，探討了溫度和載氣流速對動態吸附系數的影響.實驗表明：與靜態吸附相比，TDX-01碳分子篩在動態吸附中對氙的吸附性能更強.在20 ℃，200 mL/min的條件下，氙在TDX-01上的動態吸附系數達到2 103.3 mL/g，是活性炭的3倍，是與其比表面積、孔容、孔徑相近的601碳分子篩的2倍.通過IR譜圖分析和滴定實驗確定官能對吸附性能沒有影響，所以分析認為TDX-01碳分子篩的孔道結構十分有利于氙的動態吸附.

分子篩；動態吸附；氙；吸附系數

在核裂變過程[4]中會釋放出放射性的氙的同位素(131mXe、133m,133Xe、135Xe)，它們具有零時活度高、穩定同位素本底低、易于從大量空氣中提取、探測靈敏度高等特點，因此全面禁止核試驗條約(comprehensive nuclear test ban treaty，CTBT)規定的4種核查技術之一就有放射性氙的監測.

美國、俄羅斯、法國和瑞典都已研制出了氙的取樣分析系統[1,2],主要包括取樣、分離純化和測量三部分.取樣的主要目的是將大氣中微……