铂系疏水催化剂
随着核能的不断开发利用,各种聚变、裂变反应堆将产生大量的含氚废水。氚具有放射性,其氧化物即氚化水对人体也有非常大的危害,因此需要对含氚废水进行去氚化处理,从而减少对环境的污染。此外,以重水作为慢化剂的动力堆,随着反应堆运行时间的增加,重水中氕含量会不断积累,这将导致重水丰度降低,进而影响对中子的慢化性能。目前,实现重水提氚,氚提纯和重水生产等主要方法之一是通过氢同位素的催化交换,而按其相转移方式不同可采用蒸汽相催化交换技术(VPCE)、液相催化交换技术(LPCE)、组合电解催化交换技术(CECE)等。液相催化交换由于具有低能耗和高分离因子等特点,成为国内外研究的重点。
疏水催化剂是实现LPCE反应的关键,其原理是利用催化剂的疏水性,避免低温下液态水覆盖活性金属,以免造成氢气(在液态水中氢气的溶解度低且扩散速率慢)、汽态水等气相反应物无法到达催化剂活性位点,使催化剂“中毒”。原则上,疏水性催化剂的制备方式与常规的亲水性催化剂相同,二者之间的主要区别在于载体性质和疏水方法等。目前,国内外报道主要集中在提高催化剂的活性、稳定性以及掺杂非贵金属来降低它们的成本等。陶瓷球具有较高的强度、耐热性,以此为载体的疏水催化剂具有较好的装填性,其形状和强度较适用于工程化规模的氢−水同位素交换分离。