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有机核废料危害大，现有固化技术存在局限。研究人员以氧化石墨烯（GO）为乳化稳定剂，开展有机核废料在偏高岭土基地质聚合物中固化稳定化研究。结果显示 GO 稳定效果好，能增强材料性能。该研究为有机核废料处理提供新方案。
在核能广泛应用的时代，有机核废料的处理成为了一个棘手难题。这些废料中常含有重金属、多环芳烃和多氯代烃等有害物质，对环境和人类健康威胁极大。传统的固化技术，比如使用普通硅酸盐水泥（OPC），在处理有机核废料时存在诸多问题。有机污染物会阻碍 OPC 的水化反应，影响最终产品的物理性能，导致固化效果不佳 ，尤其是在有机浓度较高的情况下。因此，寻找一种更有效的有机核废料处理方法迫在眉睫。
在此背景下，国外研究人员开展了一项旨在解决有机核废料固化难题的研究。他们利用氧化石墨烯（GO）作为乳化稳定剂，通过预乳化技术将有机核废料固化在偏高岭土基地质聚合物（geopolymers）中，并与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的固化效果进行对比。该研究成果发表在《Applied Clay Science》上，为有机核废料的环保处置提供了新的思路和方法。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：首先，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）对 GO 的官能团进行表征；其次，利用乳析指数（CI）、zeta 电位和显微镜观察等手段评估乳液的稳定性；此外，还运用 FTIR、抗压强度测试以及总有机碳（TOC）浸出测试等方法来评价固化性能。
研究结果
- 乳液稳定性：研究发现，GO 稳定的乳液表现出极高的稳定性。由于 GO 能在油滴周围形成强大的屏障，使得乳液的乳析指数保持恒定。相比之下，以 CTAB 为乳化剂的乳液稳定性较差。这表明 GO 在稳定碱激发剂 - 油乳液方面比 CTAB 更为有效。
- 对地质聚合物性能的影响：添加 GO、CTAB 和油并不会干扰地质聚合反应。不过，GO 因其高需水性和增加的粘度，使新鲜浆体的流动性降低了 41%。但令人惊喜的是，28 天后，GO 显著提高了地质聚合物的抗压强度，增幅达到 65.5%。这是因为 GO 作为纳米填料，改善了材料的载荷传递和内聚力。
- 固化效果：TOC 浸出测试表明，固化样品的油浸出量极少，低于总油含量的 0.12%，并且在三天内就达到稳定状态。这意味着使用 GO 稳定的有机核废料固化样品具有高性能，能够有效减少有机核废料对环境的潜在危害。
研究结论与讨论
综合以上研究结果，该研究证实了 GO 作为碱激发剂 - 油乳液的乳化稳定剂，在固化有机核废料方面比 CTAB 更具优势。它不仅能提高乳液的稳定性，还能增强地质聚合物的抗压强度，同时有效降低固化样品中油的浸出量。这一研究成果对于解决有机核废料的处置问题具有重要意义，为有机核废料的环保处理提供了新的技术方案，有望推动相关领域的进一步发展。此外，该研究也为其他类似有机废料的固化处理提供了参考和借鉴，为实现废料的安全、高效处置开辟了新的途径。
