HKUST-1和Co-MOF-74颗粒的稳定性及其分离低浓度氙氪的实验研究

• 作者: 陈彬 傅钰 户耀文 张文祥 马燕 伍岳 曹天 陈莉云 武山 马和平
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: HKUST-1 Co-MOF-74 颗粒 稳定性 氙 氪 吸附 分离
• 年，卷（期）: 2024,（11）
• 所属期刊栏目: 化学
• 页码范围: 128-139
• 页数: 12页
• 语种: 中文

摘要

Xe和Kr的分离对放射性Xe同位素活度的准确测量具有重要意义。为研究HKUST-1和Co-MOF-74在核数据测量用气体源制备工况条件下的稳定性及其分离低浓度Xe和Kr的性能，本文首先使用粘结剂聚乙烯醇对HKUST-1和Co-MOF-74粉末样品进行造粒，并表征了造粒前后HKUST-1和Co-MOF-74样品的晶体结构，分析了造粒过程对晶体结构的影响；然后采用静态吸附法测定了N2、Xe和Kr在粉末样品和颗粒样品上的吸附等温线；随后研究对比了粉末样品和颗粒样品的水稳定性、热循环稳定性和γ射线辐照稳定性；最后采用固定床吸附-脱附法开展了HKUST-1颗粒样品分离低浓度Xe和Kr的初步研究。结果表明：使用聚乙烯醇粘结剂造粒未对HKUST-1和Co-MOF-74粉末的晶体结构造成明显损伤，HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品的BET比表面积较造粒前分别减小11%和6%;HKUST-1和Co-MOF-74样品造粒前后在25℃时对低压下的Xe(Kr)吸附量基本相同，HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品的Xe/Kr亨利选择性分别为9.70和9.15;HKUST-1颗粒样品的水稳定性和热循环稳定性好于Co-MOF-74颗粒样品，HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品均具有良好的耐γ射线辐照性能；采用固定床吸附-脱附法，HKUST-1颗粒样品可将低浓度的Xe和Kr分离，Xe和Kr的柱分离度为0.96。