HKUST-1和Co-MOF-74颗粒的稳定性及其分离低浓度氙氪的实验研究

作者：陈彬; 傅钰; 户耀文; 张文祥; 马燕; 伍岳; 曹天; 陈莉云; 武山^*; 马和平^*

来源：原子能科学技术, 2023, 57(11): 2170-2181.

• HKUST-1
• Co-MOF-74
• 颗粒
• 稳定性
• 氙
• 氪
• 吸附
• 分离

Xe和Kr的分离对放射性Xe同位素活度的准确测量具有重要意义。为研究HKUST-1和Co-MOF-74在核数据测量用气体源制备工况条件下的稳定性及其分离低浓度Xe和Kr的性能，本文首先使用粘结剂聚乙烯醇对HKUST-1和Co-MOF-74粉末样品进行造粒，并表征了造粒前后HKUST-1和Co-MOF-74样品的晶体结构，分析了造粒过程对晶体结构的影响；然后采用静态吸附法测定了N2、Xe和Kr在粉末样品和颗粒样品上的吸附等温线；随后研究对比了粉末样品和颗粒样品的水稳定性、热循环稳定性和γ射线辐照稳定性；最后采用固定床吸附-脱附法开展了HKUST-1颗粒样品分离低浓度Xe和Kr的初步研究。结果表明：使用聚乙烯醇粘结剂造粒未对HKUST-1和Co-MOF-74粉末的晶体结构造成明显损伤，HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品的BET比表面积较造粒前分别减小11%和6%;HKUST-1和Co-MOF-74样品造粒前后在25℃时对低压下的Xe(Kr)吸附量基本相同，HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品的Xe/Kr亨利选择性分别为9.70和9.15;HKUST-1颗粒样品的水稳定性和热循环稳定性好于Co-MOF-74颗粒样品，HKUST-1和Co-MOF-74颗粒样品均具有良好的耐γ射线辐照性能；采用固定床吸附-脱附法，HKUST-1颗粒样品可将低浓度的Xe和Kr分离，Xe和Kr的柱分离度为0.96。

• 单位
  西北核技术研究所; 西安交通大学