钒掺杂纳米氧化钨吸附材料

137Cs是高放废液中的主要释热核素，如能将其分离出来，可使高放废液的放射性水平大大降低，减少放射性废液后续处理及废物固化处置费用。另外，137Cs可以作为γ辐射源在育种、食物辐照贮存，医疗器械杀菌、癌症治疗以及各种仪表领域有广泛的应用。因而， 高放废液中137Cs的分离一直是国内外乏燃料后处理领域关注的热点之一，也是后处理过程中的一个重要目标。

现有分离137Cs的主要方法有液-液萃取法和离子交换法。目前用于高放废液中放射性核素的提取的萃取剂主要为杯芳烃和冠醚类萃取剂，但大量的研究结果表明此类萃取剂对90Sr有良好的萃取效果，对137Cs的分离能力欠佳，另外，采用离子交换法从水性溶液中分离137Cs具有一定的优势，但由于绝大多数铀靶都采用浓硝酸(>3molL-1HNO3)熔(溶)靶，废液多为强酸性，有待提高。

近年来，化学家们希望通过对这类材料的骨架类型、孔穴形状、孔道分布、空腔体积以及结构单元所带的电荷等因素进行有效组合、调控，以拓展无机材料在高放废液处理领域的应用。掺杂改性是目前改善无机材料属性的有效方法，研究人员采用一种钒掺杂纳米氧化钨吸附材料的制备方法，其特点是将过渡金属离子钒引入WO₆八面体结构中，使整个八面结构具有较大比表面积、并且改变纳米氧化钨内部电子的排列、空穴和缺陷的变化，显著改善纳米氧化钨材料对Cs⁺吸附性能，其具体操作如下：

(1)将浓度为0.2～0.3mol/L的六氯化钨溶液4～10份，优选为6～8份，置于聚四氟乙烯反应釜中，加入的二次蒸馏水12～20份，优选为12～15份，搅拌使其充分溶解；

(2)在上述溶液中加入浓度为0.06～0.6mmol/L的偏钒酸钠溶液1～10份，优选为4 ～8份，继续搅拌，充分混合；

(3)将浓度为3～5mol/L的盐酸溶液1～5份，优选为2～3份，和浓度为0.4～ 0.5mol/L的硫酸铵溶液26～33份，优选为28～30份，加入上述混合溶液至于100mL聚四氟乙烯反应釜中，搅拌0.5～1h；

4)将聚四氟乙烯反应釜密封，置于程序烘箱中，升温和降温速率分别为1～2℃/ min，在温度150～200℃、优选为170℃～180℃的水热处理24～48h.取出反应釜，冷却至室 温.将反应产物分别用蒸馏水洗涤至中性，置于温度80～100℃烘箱中干燥24～48h，获得钒 掺杂氧化钨纳米材料。

通过引入过渡金属离子V微调氧化钨晶体结构，得到孔道畅通、空隙率高、理化性能稳定的新型多孔材料，从而实现铯离子在足够大的孔道空间中自由交换，显著提高该材料对Cs⁺离子的吸附容量，解决了现有此类无机离子交换材料因孔径较小，目标离子运输转移不畅，甚至堵塞孔道而导致材料对目标核素的离子交换容量相对低的问题。

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