一种氢氧化钴胶体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钴胶体的制备方法，包括如下步骤：向硼酸

【技术实现步骤摘要】
一种氢氧化钴胶体的制备方法


[0001]本专利技术具体涉及压水堆核电厂一回路系统中钴的存在形态中氢氧化钴胶体的制备方法。

技术介绍

[0002]压水堆核电厂燃料包壳表面的腐蚀产物可能导致轴向功率偏移(AOA)和沉积物下腐蚀(CILC)，影响反应堆的堆芯安全。此外，在压水堆核电厂商业运行期间(正常运行和停堆换料)，职业工作人员的放射性辐照剂量90％来自于活化腐蚀产物，即活化腐蚀产物是压水堆核电厂工作人员辐射照射的主要来源。
[0003]为了保证压水堆核电厂堆芯安全，降低集体剂量，需要研究减少堆芯腐蚀产物的方法，分别从减少来源(减少腐蚀产物的产生)、减少迁移(改变水化学工况)、减少沉积(研究影响腐蚀产物形态的技术)、去除沉积(燃料超声波清洗、氧化净化与放射性化学去污等技术)等方向来开展。同时系统设置一回路净化系统，对一回路系统中的离子态和悬浮态的腐蚀产物进行处理，达到净化一回路的目的。
[0004]但是在压水堆核电厂一回路系统中，腐蚀产物钴、铁等物质均有大量的胶体态物质，由于胶体态物质大多带有电荷，为亚稳态物质，尺寸又非常小，大部分在10～100nm之间，对于最低滤径0.1μm的过滤器来说，无法有效拦截，胶体进入后续的离子交换除盐床可能被离子交换树脂吸附并堵塞树脂的骨架结构，导致压差升高，在未失效前就发生了压差超标需要更换的情况。同时，在管道系统上可能由于亚稳态而团聚沉积，在管道系统上产生热点，产生放射性。因此胶体态的腐蚀产物的形态的转变研究也是压水堆化学控制的一个要点。根据某核电基地的数据，在一回路系统(RCP)、余热排出系统(RRA)等系统钴60占比最高，有必要开展钴的形态转变的相关研究，因此需开发一种氢氧化钴胶体的制备方法，为相关研究提供原材料。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种钴胶体的制备方法，能够制备得到氢氧化钴的钴胶体颗粒。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0007]一种氢氧化钴胶体的制备方法，包括如下步骤：
[0008]向硼酸
‑
氢氧化锂溶液中加入钴盐溶液，混合均匀后得到混合溶液；
[0009]向所述混合溶液中滴加联氨溶液，反应后，获得氢氧化钴胶体。
[0010]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述硼酸
‑
氢氧化锂溶液通过如下方法制备得到：向硼酸溶液中添加氢氧化锂溶液，调节体系的pH为7
‑
7.5。硼酸溶液的浓度为5.72g/L(对应硼的浓度为1000ppm)。
[0011]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述硼酸
‑
氢氧化锂溶液的pH值为7
‑
7.5，优选为7.2。
[0012]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述钴盐溶液的浓度为0.5
‑
1.5g/L，优选浓度为1g/L。对应的硼酸与钴盐的质量比为65.6
‑
196.8。
[0013]钴盐溶液的浓度和生成胶体的粒径有关，浓度越高，粒径越大，因此需要合适的钴盐溶液的浓度。在一些实施例中，通过选择上述的浓度和pH下，pH为7
‑
7.5的硼酸
‑
氢氧化锂溶液的体积为86ml；浓度为1g/L的钴盐溶液的体积为5ml。
[0014]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述钴盐为可溶性钴盐，优选为硝酸钴和/或氯化钴。
[0015]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述混合为在搅拌速度350
‑
450转
·
min
‑1下搅拌15
‑
25min。优选为400转
·
min
‑1下搅拌20min。
[0016]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述联氨溶液的质量浓度为45
‑
55％，优选50％。
[0017]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述联氨溶液中的联氨与Co
2+
摩尔比为300:0.5
‑
1.5，优选为300：1。联氨是还原剂，它与Co的摩尔比影响反应的快慢、反应程度、以及最终产物的成分和粒径。优选摩尔比300：1可以获得平均粒径为100nm的氢氧化钴胶体。在本申请的制备方法中，在硼酸
‑
氢氧化锂溶液下，联氨不能将Co
2+
还原为金属Co0，而是由于联氨的水解产生了OH
‑
，通过提供碱性环境，促进Co
2+
形成了β
‑
Co(OH)2。
[0018]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述反应的条件为在30
‑
40℃下反应1
‑
3h，优选在35℃下反应2h。
[0019]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述联氨溶液的滴加速度为在20s
‑
60s内添加完。
[0020]根据本专利技术的一些优选实施方面，制备得到的氢氧化钴胶体的平均粒径为90
‑
110nm，优选平均粒径为100nm。
[0021]由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本专利技术的有益之处在于：本专利技术的氢氧化钴胶体的制备方法，制备得到的氢氧化钴胶体接近一回路真实的氢氧化钴胶体成分和粒径，且制备条件相比一回路高温、高压运行条件更加温和，降低了氢氧化钴胶体的制备难度。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1a为本专利技术优选实施例中制备得到的氢氧化钴胶体的TEM图像；
[0024]图1b为本专利技术优选实施例中制备得到的氢氧化钴胶体的EDS图谱；
[0025]图2为本专利技术优选实施例中制备得到的氢氧化钴胶体的晶格条纹和电子衍射图谱。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合本专利技术实施
例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0027]本实施例中的氢氧化钴胶体的制备方法，包括如下步骤：
[0028]步骤1)、向硼酸
‑
氢氧化锂溶液中加入钴盐溶液，混合均匀后得到混合溶液。混合为搅拌速度400转
·
min
‑1，搅拌时间15
‑
25min。
[0029]硼酸
‑
氢氧化锂溶液的pH值为7
‑
7.5，优选为7.2。硼酸
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢氧化钴胶体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：向硼酸
‑
氢氧化锂溶液中加入钴盐溶液，混合均匀后得到混合溶液；向所述混合溶液中滴加联氨溶液，反应后，获得氢氧化钴胶体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼酸
‑
氢氧化锂溶液通过如下方法制备得到：向硼酸溶液中添加氢氧化锂溶液，调节体系的pH为7
‑
7.5。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钴盐溶液的浓度为0.5
‑
1.5g/L。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钴盐为硝酸钴和/或氯化钴。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合为在搅拌速度350
‑
450转
·
min
‑1下搅拌15...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦浙，林根仙，陈红雨，宋利君，张裕，刘灿帅，孙云，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：