[發明專利]一種氧化去污凝膠及其制備方法與用途

有效

• 申請號: 202011392469.6
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112760659B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 張文俊;梁棟;王永仙;郭麗瀟;梁宇;鄧少剛;武明亮;劉東;高亞華;張宇航;高志婷
• 申請（專利權）人: 中國輻射防護研究院
• 主分類號: C23G1/10
• 分類號: C23G1/10
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;周敏毅

本發明屬于放射性去污技術領域，涉及一種氧化去污凝膠及其制備方法與用途。所述的氧化去污凝膠按重量百分比含有：5?15％的作為凝膠骨架材料的凝膠基材，5?10％的表面活性劑，0.5?5％的觸變倍增劑，3?20％的強氧化劑，3?20％的酸，1?5％的改性劑，25?82.5％的水。利用本發明的氧化去污凝膠及其制備方法與用途，能夠更好的制備氧化去污凝膠，制備得到的氧化去污凝膠為第二代放射性污染金屬去污用氧化凝膠，能夠在去污完成后無需用水沖洗，殘留氧化去污凝膠即可自行干燥龜裂，并方便用毛刷清掃，或者采用吸塵器抽吸收集，從而在去污中不產生液體二次廢物，更適合現場去污使用。

技術領域

本發明屬于放射性去污技術領域，涉及一種氧化去污凝膠及其制備方法與用途。

背景技術

我國核工業經過幾十年的發展，產生了數量巨大的放射性污染金屬。對放射性污染金屬進行深層次去污，降低其表面污染水平，有助于減少污染金屬量，同時可保護輻射工作人員，使其受到更少的照射。

氧化性物質對金屬具有腐蝕作用，因此在放射性去污領域，可利用強氧化性物質，對金屬表面進行腐蝕，從而實現放射性物質的去除。為此常用的氧化性物質包括高價態銀離子，高價態鈰離子，以及高價態鈷離子。

常用的氧化性去污手段，均是將高價態離子與酸混合，以液態酸作為載體，采用噴淋、浸泡等手段，對金屬進行去污。但液態去污會產生較多的二次液態廢物。

凝膠是一種具有良好觸變性的非牛頓流體，在剪切力作用下其表觀粘度減小，剪切力撤除后，表觀粘度又迅速升高。并且，無機凝膠的上述性能不會被強酸強堿及強氧化劑破壞。

第一代放射性污染金屬去污用氧化凝膠將強氧化劑與酸的混合物，引入到上述無機凝膠中，可將強氧化劑對金屬的腐蝕性能與無機凝膠優秀的流變學性能相結合，形成氧化去污凝膠。氧化去污凝膠可以被噴涂或刷涂至待去污金屬表面，完成去污后僅用少量水沖洗，即可收集殘留的氧化去污凝膠，大大降低了二次廢液的數量。

發明內容

本發明的首要目的是提供一種氧化去污凝膠，其為第二代放射性污染金屬去污用氧化凝膠，能夠在去污完成后無需用水沖洗，殘留氧化去污凝膠即可自行干燥龜裂，并方便用毛刷清掃，或者采用吸塵器抽吸收集，從而在去污中不產生液體二次廢物，更適合現場去污使用。

為實現此目的，在基礎的實施方案中，本發明提供一種氧化去污凝膠，所述的氧化去污凝膠按重量百分比含有：5-15％的作為凝膠骨架材料的凝膠基材，5-10％的表面活性劑，0.5-5％的觸變倍增劑，3-20％的強氧化劑，3-20％的酸，1-5％的改性劑，25-82.5％的水。

本發明的相關原理如下：

本發明的氧化去污凝膠以無機凝膠為載體，以強氧化劑為有效腐蝕去污物質。該氧化去污凝膠可通過噴涂或刷涂方式涂覆于金屬表面，凝膠載體的觸變性使其在立面和頂面都不會流掛，而其中的強氧化劑與金屬反應，將金屬材料及其表面或淺層的放射性核素一并腐蝕溶解到氧化去污凝膠中，待其干燥后收集，即可完成去污。

本發明的研究、篩選過程如下。

(一)凝膠改性材料的初步選擇結果

1、凝膠干燥

本發明所研究的氧化去污凝膠是以氣相二氧化硅為骨架形成的凝膠，其干燥過程按照凝膠干燥理論，可分為三個干燥階段，依次為恒速干燥階段，第一減速干燥階段和第二減速干燥階段，如圖1所示。

恒速干燥階段主要是凝膠骨架網絡內的自由水進行蒸發，與凝膠內部結構及毛細張力等相關性不大，近似于純水揮發，因而這個階段蒸發速率幾乎無差別。

隨著凝膠中水分的蒸發，凝膠的體積產生收縮；隨著液體的不斷蒸發，大量的彎月液面在凝膠孔中形成，毛細作用將顆粒壓向一起，如圖2所示。