[发明专利]一种气载放射性碘核级活性炭的制备方法

说明书

本发明涉及一种气载放射性碘核级活性炭的制备方法，包括制备气相浸渍剂、预处理活性炭基材、制备气相浸渍活性炭，能够通过全新的技术路线，避免引入传统工艺中的水或其他溶剂；并将浸渍剂挥发性较强的缺陷反过来作为气相浸渍的基础，结合活性炭自身吸附能力强的特点制备气载放射性碘核级活性炭。而且，本发明提供的方法中，升华为气态的浸渍剂在活性炭本身的吸附作用下深入活性炭孔隙结构内部，然后在冷却过程中发生原位沉积，由于气体进入微孔要比液体更为直接和容易，气相浸渍比传统湿式浸渍效果更好。此外，本发明提供的方法不涉及浸渍剂溶剂烘干过程，有效的减少了能源消耗和物料磨损，是一种高效、节能可大规模推广的核级活性炭制备工艺。

技术领域

本发明属于核空气净化技术领域，具体涉及一种气载放射性碘核级活性炭的制备方法。

背景技术

核反应堆正常运行过程中会释放多种气态裂变产物，包含放射性碘、气溶胶、惰性气体等，其中，放射性碘的同位素(¹³¹I、¹²⁹I)被认为是危害最大的放射性污染物，必须经过处理后才可排放。

针对放射性碘的去除，国内外核电站的通风系统回路中主要采用浸渍活性炭作为主要吸附剂，以确保对气载放射性碘的有效捕集。现有的工艺需要将浸渍剂溶于溶剂水后通过喷淋等手段覆盖于活性炭表面。为了使浸渍后的活性炭保持颗粒分散且含水量达标，必须进行烘干操作。但是，由于浸渍剂本身存在熔沸点较低的问题，烘干温度较高时，会造成浸渍剂的挥发，导致有效负载量的下降；而烘干温度较低时，烘干时间较长，极大影响生产效率。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种气载放射性碘核级活性炭的制备方法，可以避免引入传统工艺中的溶剂，并将浸渍剂挥发性较强的缺点反过来作为气相浸渍工艺的基础，结合活性炭吸附能力强的特点进行核级活性炭的制备。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：一种气载放射性碘核级活性炭的制备方法，所述方法包括如下步骤：

S1、制备气相浸渍剂：称取一定量的浸渍剂，放入第一耐压容器后进行密封，将密封的第一耐压容器放入烘箱中，将浸渍剂完全转化为气态；

S2、预处理活性炭基材：称取设定量的活性炭基材，将所述活性炭基材用去离子水洗涤，直至洗涤后的去离子水的pH值为中性或偏碱性，并将过滤后得到的洗涤后活性炭放入烘箱中烘干，获得预处理后活性炭；

S3、制备气相浸渍活性炭：将所述预处理后活性炭放入第二耐压容器中进行密封，并将密封的所述第二耐压容器放入烘箱中保温，将第一耐压容器与第二耐压容器连通；然后将所述第一耐压容器和第二耐压容器一并放入烘箱中保温，随后冷却至室温，最后在通风环境下将所述第二耐压容器拆封，获得核级活性炭材料。

进一步，所述浸渍剂选自三乙烯二胺、六亚甲基四胺、奎宁环中的一种。

进一步，步骤S1中，所述浸渍剂完全转化为气态的具体方法为：将密封的所述第一耐压容器放入烘箱中在0～500℃保温0.5～8小时。

进一步，步骤S2中，所述活性炭基材与所述浸渍剂的质量比范围为1:0.01～0.5。

进一步，步骤S2中，所述活性炭基材满足ASTM D3803《核级活性炭的标准试验方法》的各项指标。

进一步，步骤S2中，所述洗涤后活性炭放入烘箱中烘干的条件为：在0～300℃下烘干0～5小时。

进一步，步骤S3中，所述第一耐压容器与第二耐压容器连通后，所述气相浸渍剂通过浓差扩散或机械方式进入第二耐压容器中，并在所述预处理后活性炭本身的吸附作用下进入所述预处理后活性炭的孔隙结构内部；

在所述冷却至室温的过程中，所述气相浸渍剂原位沉积在所述预处理后活性炭表面。

进一步，所述第二耐压容器放入烘箱中保温的条件为：在0～500℃保温0～5小时；