放射性废树脂的高效裂解对核电厂中低放射性废物的处理具有重要的意义。但是,阳离子交换树脂的氧化裂解温度较高,容易导致放射性核素铯的挥发,并且裂解率较低,不利于树脂的减容。如何在降低阳离子交换树脂裂解温度的同时提高裂解率,是迄今尚未圆满解决的问题。为解决这一问题,本文以Co2+、Cs+、V2O5、VPO为催化剂,通过催化氧化裂解来降低阳离子交换树脂的裂解温度并提高裂解率。主要研究内容和结论如下:1.利用热重分析仪和管式炉裂解装置,考察了空气氛围下磺酸型阳离子交换树脂的氧化裂解特性,结合对不同温度下裂解残渣的XRD、FT-IR、XPS及元素分析,发现由磺酸基团(-S03H)转化形成的硫键(-S-)与共聚物基体交联,抑制了阳离子交换树脂的裂解反应,当裂解温度为900℃时,残渣质量分数高达25.9 wt%。2.采用离子交换法在阳离子交换树脂上负载非放射性Co2+或Cs+,使树脂裂解温度大幅降低,但是对树脂裂解率无明显影响。由Co2+转化形成的CoO吸附活化氧分子,产生的活性氧物种(02-、O-、02-)促进了硫键(-S-)的断裂;当钴含量为10-40 g/L时,树脂裂解温度降低232-263℃。Cs+与磺酸基团结合形成Cs2SO4,使得硫键(-S-)相应减少;当铯含量为20-40g/L时,树脂裂解温度降低 15-117℃。3.通过物理共混法在阳离子交换树脂中加入V205或VPO,在酸中心和氧化-还原中心的协同作用下,促进了硫键(-S-)的断裂,使树脂裂解温度降低;并且树脂的裂解率提高,这可能是由于V205或VPO的酸中心数量较多。当V2O5与树脂质量比为0.05-0.20时,树脂裂解温度降低140-173℃,裂解率提高5-11.9 wt%;当VPO与树脂质量比为0.05-0.20时,树脂裂解温度降低108-148℃,裂解率提高5.3-10.0 wt%。