用于氙氪吸附分離的金屬-有機骨架材料耐輻照性能的初步研究

陳 彬武 山宋曉靚馬和平

1（西北核技術研究所西安710024）

2（西安交通大學西安710049）

在不進一步增加溫室氣體排放的情況下滿足人類迅速增長的能源需求是當今世界的主要挑戰之一。核能因為其清潔性和高能量密度，可能是目前化石燃料能源最可行的替代品，因此可以擴大核電產能以滿足迅速增長的能源需求［1］。然而，為了大規模推行核能，與之相關的高放射性廢物必須得到安全地封存。在乏燃料后處理過程中產生的廢氣中存在放射性惰性氣體Xe和Kr，這些放射性惰性氣體都是強的輻射發射體［2］。在這些廢氣中，85Kr無色無味，它可以導致氣候變化和使人類患癌癥或遺傳疾?。?］；同時，由于85Kr的半衰期（10.8 a）遠長于Xe同位素的半衰期（127Xe：36.3 d；133Xe：5.2 d；135Xe：9.1 h），所以85Kr會在環境中產生累積。由于Xe和Kr其重要的商業價值［4-5］（醫用：成像和麻醉、商用：熒光燈和攝影閃光燈、航天：離子推進發動機中的推進劑），所以從乏燃料后處理廠的廢氣中選擇性地捕獲和儲存Xe和Kr具有重要的意義。此外，放射性惰性氣體Xe和Kr在核數據測量也有重要的應用價值［6-7］。目前，乏燃料后處理廠廢氣中放射性惰性氣體Xe和Kr的去除和分離主要采用低溫精餾法［7］，然而低溫精餾法是一個能源和資本密集型的工藝過程，并且在這一過程中因輻射分解而形成的臭氧構成了潛在的爆炸危險源。吸附分離法具有低能量輸入和工藝成熟的特點，可替代低溫精餾用于放射性惰性氣體Xe和Kr的去除和分離［8］。

高效的吸附分離過程需要吸附劑具有高選擇性和大吸附容量。……