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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:唐慈翎
研究生(外文):Tzu-Ling Tang
論文名稱:放射性金屬除污劑製備之研究
論文名稱(外文):Feasibility studies of decontamination agent for radioactivity metals
指導教授:張章平
指導教授(外文):Chang-Pin Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學理工學院
系所名稱:應用化學碩士班
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:螯合劑氧化還原放射性金屬
外文關鍵詞:Chelating agentOxidation-reduction reductionRadioactive metal
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以台灣為例,百分之九十以上之放射性廢棄物來自於核能電廠,目前放射性廢棄物主要處理以長期貯存方式為主。因此,因應核能電廠除役或更換之放射性金屬管件及機具增進相關處理技術對廢棄物減量、資源回收及人類健康安全為電廠重點工作之一。在本研究中,因不同種類之螯合劑對各式金屬皆有不同之螯合能力,因此,尋找各式螯合劑如水楊酸(Salicylic acid)及乙二胺四乙酸二鈉鹽(Disodium dihydrogen ethylenediamineteraacetate, EDTA)可與銹垢中之主成分—氧化鐵(Fe2O3‧H2O)在水溶液中進行錯合反應,以達到除污之能力。另利用輔助氧化劑之氧化能力將二價鐵離子氧化成三價鐵離子,並改變水溶液之pH值尋找最佳之除污條件。螯合劑將鐵離子螯合後以UV-Vis光譜儀鑑定其特性吸收峰及吸收值之改變,螯合後其吸收值有顯著之增加,峰值也有位移現象產生。在鹼性水楊酸水溶液時,為無UV-Vis吸收反應,其原因是[OH]-濃度增加與Fe3+反應造成Fe(OH)3沉澱之故。最後發現以水楊酸為螯合劑配合氧化劑的使用,調整水溶液pH值為2.5~4.0時為最佳除污條件;EDTA作為螯合劑時,調整pH值為4.0~6.0時為最佳。
Take Taiwan as an example, more than 90% of the radioactive wastes come form the nuclear energy plant. At present, the main treatment method of radioactive wastes is storing for a long time. Therefore, one of important work is decommission of nuclear energy plant or replacement of the radioactive metal pipe fittings and machinery. It can improve radioactive waste decrement, resource recovery, human health, and safety work. In this research, different chelating agents have dissimilar ability of chelating various type metals. Looking for a variety of chelating agents likes Salicylic acid and EDTA proceed to the coordination reaction in aqueous solution with the main composition of iron rust, Fe2O3‧H2O to reach better decontamination ability. Using the auxiliary of oxidants can help divalent iron ions oxidized into trivalent iron ions and change pH value of aqueous solution to look for the best conditions for decontamination. Using the UV-Vis spectrometer identifies the characteristics of absorption peaks and the change in absorbance after chelating agent chelate the iron ions. Absorption peak value after chelating is significant increase and generating displacement situation of peak. In the experiment of adjusting the pH value of aqueous solution, the absorption value is the non-response, when salicylic acid in alkaline aqueous solution. It should be processing precipitation of Fe (OH)3 because the [OH]-concentration increased reaction with the Fe3+. When using salicylic acid as the chelating agents with antioxidant, the better condition of decontamination is keep pH value in 2.5 ~ 4.0 of aqueous solution. EDTA as a chelating agent adjusting pH value of 4.0 ~ 6.0 is best.
目錄
誌謝........................................................ii
摘要.......................................................iii
ABSTRACT...................................................iv
目錄.........................................................v
表目錄.....................................................viii
圖目錄.......................................................ix
1. 前言......................................................1
1.1 研究動機..................................................2
1.2 研究目的..................................................2
1.3 文獻回顧..................................................3
1.3.1 放射性廢棄物之分類........................................4
1.3.1.1 高放射性廢棄物.........................................5
1.3.1.2 低放射性廢棄物.........................................8
1.3.2 除污之概念..............................................9
1.3.2.1 放射性汙染源與污染對象..................................9
1.3.2.2 汙染除污原則..........................................10
1.3.3 汙染物除污方法..........................................11
1.3.3.1 化學除污法............................................11
1.3.3.2 電解除污法............................................11
1.3.3.3 酸洗除污法............................................12
1.3.3.4 可剝塗料除污法........................................12
1.3.3.5 噴砂除污法............................................12
1.3.3.6 人工擦洗除污法........................................12
1.3.4 金屬表面除污原理及技術...................................13
1.3.4.1 核能廠中鋼材之組成.....................................13
1.3.4.2 金屬之腐蝕............................................14
1.3.4.3 腐蝕之電化學..........................................14
1.3.4.4 腐蝕之形式............................................15
1.3.4.5 除污劑之特性與需求.....................................17
1.3.4.6 螯合劑簡介............................................18
2. 實驗......................................................21
2.1 實驗藥品器材..............................................22
2.2 實驗儀器設備..............................................22
2.3 實驗方法.................................................22
2.3.1 #304不銹鋼板銹蝕實驗....................................22
2.3.2 標準品水溶液標定實驗.....................................23
2.3.3 檢量線標定實驗..........................................23
2.3.3.1 檢量線建立...........................................23
2.3.3.2 檢量線空白校正........................................24
2.3.3.3 檢量線濃度配置........................................24
2.3.4 二價鐵離子(六水合硫酸亞鐵銨)對錯合物溶液影響之實驗........25
2.3.5 螯合劑效能實驗..........................................26
2.3.6 pH值對螯合劑效能影響之實驗..............................28
3. 結果與討論................................................30
3.1 標準品溶液之UV-Vis吸收特性峰值.............................30
3.1.2六水合硫酸亞鐵銨Fe(Ⅱ)溶液之UV-Vis吸收特性峰值..............31
3.1.3 水楊酸(SA)溶液之UV-Vis吸收特性峰值.......................31
3.1.4 乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)溶液之UV-Vis吸收特性峰值...........32
3.1.5 硝酸鈰(Ⅳ)銨Ce(Ⅳ)溶液之UV-Vis吸收特性峰值................33
3.2 檢量線標定...............................................34
3.2.1 三氯化鐵Fe(Ⅲ)/水楊酸錯合物溶液檢量線標定..................34
3.2.2 三氯化鐵Fe(Ⅲ)/EDTA錯合物溶液檢量線標定...................38
3.3 二價鐵離子(六水合硫酸亞鐵銨)的影響..........................40
3.3.1 二價鐵離子對固定濃度三價鐵離子及水楊酸之影響................41
3.3.2 二價鐵離子對固定濃度三價鐵離子及EDTA之影響.................42
3.4 Ce(Ⅳ)/ Ce (Ⅲ) //Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)氧化還原離子對效能...........44
3.4.1 Ce(Ⅳ)/Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)/SA氧化還原離子對效能實驗.............44
3.4.2 Ce(Ⅳ)/Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)/EDTA氧化還原離子對效能實驗...........46
3.5 pH值對Ce(Ⅳ)/Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)/螯合劑溶液的氧化還原能力實驗.......48
3.5.1 pH值對Ce(Ⅳ)/Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)/水楊酸溶液的氧化還原能力實驗.....48
3.5.2 pH值對Ce(Ⅳ)/Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)/EDTA溶液的氧化還原能力實驗......51
3.6 鋼板#304銹蝕實驗...........................................54
4. 結論.......................................................57
5. 未來研究方向................................................58
參考文獻.......................................................59
自傳..........................................................62
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