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为获得对在线仪器放射性核素污染有较高去污率,二次污染少,操作方便且可完全消泡的泡沫去污剂,本课题以两种生物质表面活性剂,N-月桂酰基甘氨酸钠(SLG),N-月桂酰肌氨酸钠(SLS)为发泡剂,并与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作对照实验,系统的考察了稳泡剂、去污助剂及各实验因素对泡沫发泡性能及稳泡性能的影响,获得满足去污要求且在酸性条件下可完全消泡的泡沫去污剂配方。利用现代分析测试手段,研究了不同泡沫配方、60Co辐射对不同类型模拟放射性核素污染的去污率的影响,讨论了泡沫的去污原理和不同泡沫配方的消泡。本研究拓宽了生物质表面活性剂的用途,制备了一种新型的模拟放射性核素去污的泡沫去污剂,开发了生物质基泡沫去污剂去污及去污后泡沫消泡新技术,主要结论如下: (1)泡沫的发泡性能:SLG,SLS,SDBS三种纯溶液的发泡能力接近,罗氏发泡仪测得的泡沫高度分别为:192mm、198mm、200mm,最大的发泡比对应的浓度分别为0.018mol/l,0.015mol/l,0.015mol/l;稳泡剂的加入降低了表面活性剂的发泡比,黄原胶(XG),羟乙基纤维素(HEC)因为增加了发泡液的粘度,而降低了发泡液的发泡比,十二烷醇(DOH)因为本身的性质而降低了发泡液的发泡比,对发泡比降低能力为:XG>DOH>HEC;SLG,SLS为耐强碱性发泡剂,发泡比随着pH值增加有所增加,在pH值分别小于4.07,3.13时,SLG,SLS完全丧失发泡能力。SDBS是耐酸碱性的发泡剂,但当pH值大于12.01时,失去发泡能力。 (2)泡沫的稳定性能:纯溶液的SLS,SDBS,SLG三种表面活性剂的稳定性为SLS>SDBS>SLG,其液体半衰期时间分别为480s,325s,310s,稳泡剂XG,DOH的加入有助于泡沫液体半衰期的提高,加入0.2%的XG时,泡沫液体半衰期为:12815s,12045s,8235s;在此基础上,加入0.1%的DOH,SLS+DOH+XG,SLG+DOH+XG,SDBS+DOH+XG泡沫液体半衰期为:21050s,11835s,7475s;XG主要通过增加发泡液的粘度和液膜弹性,延迟泡沫的起始排液时间与排液速率来增加泡沫的液体半衰期,DOH与SLS,SLG两种表面活性剂有协同作用,可通过增加液膜的弹性来增加泡沫的液体半衰期;DOH与SDBS表面活性剂有抑制作用,DOH会降低SDBS泡沫的液体半衰期;三种配方中最大液体半衰期为SLS+DOH+XG,液体半衰期为21050s。 (3)泡沫的去污及消泡:硝酸锶与表面无化学作用,在表面只能形成附着性污染,硝酸双氧铀以附着性污染,表层污染,深部污染三种类型复合存在于试样表面。污染时间在7天以内,铀以表层污染为主,当污染时间大于14天时以深部污染为主;只要保证稳定的泡沫便可有效去除附着性污染,SLG+XG+DOH,SLS+XG+DOH,SDBS+XG+DOH对附着性污染去除率都在89%以上,在SLG+XG+DOH,SLS+XG+DOH发泡液中加入2%的NaOH,去污时间应在50min以上,泡沫可有效去除铀的表层污染,但不能去除铀的深部污染,SLG+XG+DOH+PS(PS为石油磺酸盐),SLS+XG+DOH+PS,SDBS+XG+DOH+PS三种泡沫都能去除铀的深部污染,且加入1%的PS泡沫的去污率都能达到95%以上;附着性污染去污原理可能为泡沫液膜中的表面活性剂降低污染物与表面的界面能,使得污染物更容易被泡沫带走从而实现去污;表层污染的去污原理可能为强碱性条件下,生成更易溶于水的U2O72-离子,在表面活性剂的帮助下使铀更容易去除;深部污染的去污原理为铀与石油磺酸盐上的S=O发生了结合,在表面活性剂的帮助下实现去除。SLG+XG+DOH,SLG+XG+DOH+NaOH,SLG+XG+DOH+PS,SLS+XG+DOH,SLS+XG+DOH+NaOH,SLS+XG+DOH+PS泡沫废液的pH值分别在2.78,2.43,2.86,4.07,4.11,3.87时,可实现泡沫的消泡。NaOH,PS去污助剂不影响泡沫的消泡性。 (4)60Co辐照对泡沫的去污率及稳定性的影响:辐照对泡沫的去污率及稳定性均有影响,去污率随着辐照剂量的增加而降低。辐照剂量在3KGy的能量便可将发泡液中的高分子分子链打断,降低发泡液的粘度,从而增加了泡沫的排液速度;辐照剂量越大,排液越快;3KGy辐照剂量时,SLG+XG+DOH+PS泡沫与SLS+XG+DOH+PS泡沫排液高度就分别上升到2.4cm,2.5cm。