釩摻雜納米氧化鎢吸附材料

137Cs是高放廢液中的主要釋熱核素，如能將其分離出來，可使高放廢液的放射性水準大大降低，減少放射性廢液後續處理及廢物固化處置費用。另外，137Cs可以作為γ輻射源在育種、食物輻照貯存，醫療器械殺菌、癌症治療以及各種儀錶領域有廣泛的應用。因而， 高放廢液中137Cs的分離一直是國內外乏燃料後處理領域關注的熱點之一，也是後處理過程中的一個重要目標。

現有分離137Cs的主要方法有液-液萃取法和離子交換法。目前用於高放廢液中放射性核素的提取的萃取劑主要為杯芳烴和冠醚類萃取劑，但大量的研究結果表明此類萃取劑對90Sr有良好的萃取效果，對137Cs的分離能力欠佳，另外，採用離子交換法從水性溶液中分離137Cs具有一定的優勢，但由於絕大多數鈾靶都採用濃硝酸(>3molL-1HNO3)熔(溶)靶，廢液多為強酸性，有待提高。

近年來，化學家們希望通過對這類材料的骨架類型、孔穴形狀、孔道分佈、空腔體積以及結構單元所帶的電荷等因素進行有效組合、調控，以拓展無機材料在高放廢液處理領域的應用。摻雜改性是目前改善無機材料屬性的有效方法，研究人員採用一種釩摻雜納米氧化鎢吸附材料的製備方法，其特點是將過渡金屬離子釩引入WO₆八面體結構中，使整個八面結構具有較大比表面積、並且改變納米氧化鎢內部電子的排列、空穴和缺陷的變化，顯著改善納米氧化鎢材料對Cs⁺吸附性能，其具體操作如下：

(1)將濃度為0.2～0.3mol/L的六氯化鎢溶液4～10份，優選為6～8份，置於聚四氟乙烯反應釜中，加入的二次蒸餾水12～20份，優選為12～15份，攪拌使其充分溶解；

(2)在上述溶液中加入濃度為0.06～0.6mmol/L的偏釩酸鈉溶液1～10份，優選為4 ～8份，繼續攪拌，充分混合；

(3)將濃度為3～5mol/L的鹽酸溶液1～5份，優選為2～3份，和濃度為0.4～ 0.5mol/L的硫酸銨溶液26～33份，優選為28～30份，加入上述混合溶液至於100mL聚四氟乙烯反應釜中，攪拌0.5～1h；

4)將聚四氟乙烯反應釜密封，置於程式烘箱中，升溫和降溫速率分別為1～2℃/ min，在溫度150～200℃、優選為170℃～180℃的水熱處理24～48h.取出反應釜，冷卻至室 溫.將反應產物分別用蒸餾水洗滌至中性，置於溫度80～100℃烘箱中乾燥24～48h，獲得釩 摻雜氧化鎢納米材料。

通過引入過渡金屬離子V微調氧化鎢晶體結構，得到孔道暢通、空隙率高、理化性能穩定的新型多孔材料，從而實現銫離子在足夠大的孔道空間中自由交換，顯著提高該材料對Cs⁺離子的吸附容量，解決了現有此類無機離子交換材料因孔徑較小，目標離子運輸轉移不暢，甚至堵塞孔道而導致材料對目標核素的離子交換容量相對低的問題。

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