活性炭类捕集材料及现存的问题

活性炭类捕集材料

各种类型的活性炭及其浸渍炭是研究zui多、应用zui为广泛的气态放射性碘的捕集材料，其中所用的基炭有椰壳炭、山核桃炭、油棕壳炭、杏核炭等。许多研究表明，各类非浸渍炭均具有较高的碘捕集效率。活性炭筒对气态¹³¹I分子的吸附效率为（99.99±0.01）％。但其对甲基碘的捕集能力均较差，不能有效地去除气流中放射性甲基碘，故目前各国均采用浸渍活性炭来捕集甲基碘。TEDA（三亚乙基二胺）是一种性能较好的浸渍剂，因而被广泛采用，为达到更理想的捕集效果，也有人将TEDA与KI联合使用。长时间通气实验表明，通气300h后，3cm厚的浸渍活性炭对气态元素碘的吸附效率仍保持在99.99％，通气260h后，5cm厚的浸渍活性炭对甲基碘的吸附率可达99.90％。卢玉楷研究了杏核炭吸附碘及 TEDA-杏核炭吸附CH₃I的性能，结果显示，两者具有较好的效果，并总结出了实验条件对动态饱和、吸附容量影响的关系曲线。黄子瀚等采用井型取样盒微机控制实现了核设施正常运行情况下及一般事故发生时放射性碘的连续监测，取样盒内装核级活性炭132g，该活性炭是由柚棕壳基炭浸渍2％TEDA和2％KI制成，结果表明，该材料对元素碘和有机碘的吸附率均在99％以上。为了进一步找到价格便宜并且吸附有效的捕集材料，从目前煤基活性炭对气态放射性碘的吸附性能的研究中可以发现，煤基活性炭的除碘性能并不亚于果壳类活性炭，尤其表现在其对元素碘的吸附率较高，在3cm厚的炭床中能将全部滞留气流中的元素碘吸附，但煤基活性炭的不足之处是对甲基碘的吸附性能较差、并且容易受到湿度影响。为完全吸附滞留气流中的甲基碘需要7cm以上的炭床，但是当浸渍5％ TEDA后，4cm厚的炭床就能将甲基碘全部吸附。为了捕集全部气态放射性碘，哈继录等研制出一种气态和气载¹³¹I取样器，填充介质组成及捕集效率如下：①玻璃纤维滤纸，用以收集微粒碘，效率接近100％；②活性炭滤纸，用以吸附元素碘和部分非元素无机碘，其中对元素碘的收集效率为95％～99％；③核级活性炭（油棕炭，浸渍剂为210％TEDA＋2.0％KI），用以吸附有机碘，效率在58％～100％之间。

近年来，多种类型的活性碳纤维在各国陆续被研制成功，尤以对聚丙烯腈活性碳纤维研究zui为广泛，包括其制备方法、孔径结构、表面活性、吸附容量及对各种物质的吸附特性。通过研究聚丙烯腈活性碳纤维在不同实验条件下对气态¹³¹I的吸附性能可以发现，聚丙烯腈活性碳纤维可以定量地捕集气态元素碘。由上海纺织科学院和复旦大学共同研制成功的核级活性碳纤维制品，已通过国 家 级鉴定，将用作我国某核电站的碘吸附器内的填充材料，该材料对放射性元素碘和放射性甲基碘的吸附率分别为99.70％～99.96％和99.60％。