一种铀酰吸附材料及其应用制造技术

本发明专利技术属于吸附材料领域，尤其涉及一种铀酰吸附材料及其应用。本发明专利技术提供的铀酰吸附材料按照以下方法制备得到：a)纤维与含磷化合物混合，进行反应，得到磷酯化纤维；b)所述磷酯化纤维、聚合物、双键单体和水混合，进行电子束辐照，得到凝胶体；所述聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯、聚丙烯腈；所述双键单体包括丙烯腈、二乙烯基苯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丁二烯、戊二烯、三烯丙基异三聚氰酸酯；c)将所述凝胶体与丙烯腈混合，进行电子束辐照，得到接枝交联体；d)将所述接枝交联体与羟胺混合，进行反应，得到铀酰吸附材料。本发明专利技术提供的铀酰吸附材料制备成本低，吸附容量大，对铀酰吸附选择性好，使用稳定性良好。

Uranyl adsorption material and its application

The invention belongs to the field of adsorption materials, in particular to a uranyl adsorption material and its application. Preparation of uranyl adsorption material provided by the invention in accordance with the following methods: a) mixed fiber and phosphorus compounds by the reaction of phosphorus by esterification of fiber; b) the phosphorus esterification fiber, polymer, double bond monomer and water mixture, by electron beam irradiation, the obtained gel; polymer including polyvinyl alcohol, polyethylene pyrrole pyrrolidone, polystyrene, polyacrylonitrile; the double bond monomer including acrylonitrile, vinyl two benzene, styrene acrylic acid, acrylamide, butadiene, isoprene, three allyl isocyanuric acid ester; c) the gel mixed with acrylonitrile, electron beam irradiation, by grafting crosslinking; d) the grafting crosslinked mixed with hydroxylamine was obtained in uranyl adsorption material. The uranium adsorption material prepared by the invention has the advantages of low preparation cost, large adsorption capacity, good selectivity for uranyl adsorption and good use stability.

【技术实现步骤摘要】
一种铀酰吸附材料及其应用
本专利技术属于吸附材料领域，尤其涉及一种铀酰吸附材料及其应用。
技术介绍
铀是重要核电原料，为此，开发铀资源是我国发展核电的重要需求。我国陆地铀资源极为匮乏，而海水中铀资源总量约为45亿吨，相当于陆地矿石中铀含量的1000倍。因此，海水提铀已成为一种很有前景的核燃料供应来源，是未来核工业发展的必然趋势。铀在海洋中一般以铀酰离子的形成存在。从上世纪60年代开始，日本、美国、法国等国家一直在从事海水提铀项目的研究，开发出了多种从海水中吸附铀酰离子的吸附材料。但这些吸附材料普遍存在着制造成本高、吸附容量低、吸附选择性差和使用稳定性差等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铀酰吸附材料及其应用，本专利技术提供的铀酰吸附材料制备成本低，吸附容量大，对铀酰吸附选择性好，且具有良好的使用稳定性。本专利技术提供了一种铀酰吸附材料，按照以下方法制备得到：a)、纤维与含磷化合物混合，进行反应，得到磷酯化纤维；b)、所述磷酯化纤维、聚合物、双键单体和水混合，进行电子束辐照，得到凝胶体；所述聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯和聚丙烯腈中的一种或多种；所述双键单体包括丙烯腈、二乙烯基苯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丁二烯、戊二烯和三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种或多种；c)、将所述凝胶体与丙烯腈混合，进行电子束辐照，得到接枝交联体；d)、将所述接枝交联体与羟胺混合，进行反应，得到铀酰吸附材料。优选的，步骤a)中，所述含磷化合物包括磷酸、正磷酸盐、偏磷酸盐、多聚磷酸盐、三氯氧磷和含磷有机物中的一种或多种。优选的，步骤a)中，所述纤维与含磷化合物的质量比为(15～30)：(1～5)。优选的，步骤a)中，所述反应的温度为120～160℃，所述反应的时间为1～4h；或，所述反应在射线辐照下进行，辐照剂量为10～20kGy。优选的，步骤b)中，所述磷酯化纤维、聚合物、双键单体和水的质量比为(10～20)：(100～150)：(3～30)：(400～600)。优选的，步骤b)中，所述电子束辐照的剂量为100～200kGy。优选的，步骤c)～d)中，所述凝胶体、丙烯腈和羟胺的质量比为(7～15)：(1～2)：(3～6)。优选的，步骤c)中，所述电子束辐照的剂量为40～80kGy。优选的，步骤d)中，所述反应的温度为60～90℃，所述反应的时间为5～8h。本专利技术提供了上述技术方案所述的吸附材料在海水提铀中的应用。与现有技术相比，本专利技术提供了一种铀酰吸附材料及其应用。本专利技术提供的铀酰吸附材料按照以下方法制备得到：a)、纤维与含磷化合物混合，进行反应，得到磷酯化纤维；b)、所述磷酯化纤维、聚合物、双键单体和水混合，进行电子束辐照，得到凝胶体；所述聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯和聚丙烯腈中的一种或多种；所述双键单体包括丙烯腈、二乙烯基苯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丁二烯、戊二烯和三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种或多种；c)、将所述凝胶体与丙烯腈混合，进行电子束辐照，得到接枝交联体；d)、将所述接枝交联体与羟胺混合，进行反应，得到铀酰吸附材料。本专利技术以低成本的植物纤维作为吸附材料的骨架原料，先对其进行磷酯化处理，使其具有磷离子基团；然后将磷酯化纤维与聚合物和双键单体混合进行电子束辐照，通过电子束辐照日提高了磷酯化纤维中羟基的活性，使其可与双键单体及高分子聚合物形成充满大量孔洞的海绵状凝胶体；之后将凝胶体与丙烯腈混合反应，得到接枝了丙烯腈基团的交联体，以改善凝胶体性能；最后再将交联体与羟胺混合反应，使交联体具有偕胺肟基团。本专利技术提供的吸附材料具有非常大的比表面积，可提供极高的物理吸附交换容量；同时，该吸附材料中的磷离子基团和偕胺肟基团可对铀酰离子进行协同吸附，从而使吸附材料对铀酰离子具有较高的吸附速率和良好的吸附选择性。本专利技术提供的吸附材料能够起到物理吸附和化学离子交换的双重作用，从而能够高效地使铀酰离子固定于材料体内外表面。而且，本专利技术提供的吸附材料还具有很高的强度，利于铀酰离子洗脱及多次反复使用，表现出良好的使用稳定性。实验结果表明：本专利技术实施例提供的粒径30～80目吸附材料的视密度在0.4～0.6g/cm3，说明吸附材料颗粒内部充满了孔洞，比表面积很大；配制含铀离子0.9mg/L溶液，使用实施例提供的吸附材料在静态情况下吸附2周，经洗脱后测定吸附量达到5.5mg/g以上；配制含铀离子10mg/L溶液，使用实施例提供的吸附材料在静态情况下吸附一天，经洗脱后测定吸附量达到40mg/g以上，上述吸附材料第三次洗脱后的吸附量达到85.6％以上，吸附材料的重复利用率较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1提供的铀酰吸附材料的数码照片。具体实施方式下面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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种铀酰吸附材料，按照以下方法制备得到：a)、纤维与含磷化合物混合，进行反应，得到磷酯化纤维；b)、所述磷酯化纤维、聚合物、双键单体和水混合，进行电子束辐照，得到凝胶体；所述聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯和聚丙烯腈中的一种或多种；所述双键单体包括丙烯腈、二乙烯基苯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丁二烯、戊二烯和三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种或多种；c)、将所述凝胶体与丙烯腈混合，进行电子束辐照，得到接枝交联体；d)、将所述接枝交联体与羟胺混合，进行反应，得到铀酰吸附材料。在本专利技术中，首先将纤维与含磷化合物混合。其中，所述纤维包括但不限于秸秆纤维、棉花纤维、蔗渣纤维、竹纤维和木纤维中的一种或多种；所述纤维的细度优选≥35目，更优选≥40目；所述纤维的的灰分优选≤2wt％，更优选≤1.5wt％，最优选≤1wt％；所述含磷化合物包括但不限于磷酸、正磷酸盐、偏磷酸盐、多聚磷酸盐、三氯氧磷和含磷有机物中的一种或多种。在本专利技术中，所述正磷酸盐优选包括磷酸二氢钠和/或磷酸氢二钠。在本专利技术提供的一个正磷酸盐包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的实施例中，所述磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的质量比优选为(1～1.5)：(0.5～1)，更优选为1.2:0.8。在本专利技术中，所述多聚磷酸盐优选为多聚磷酸钠。在本专利技术提供的一个实施例中，所述多聚磷酸钠的NaP3O10含量优选为56～60wt％。在本专利技术中，所述含磷有机物优选为羟乙基丙烯酸酯磷酸盐。在本专利技术中，所述纤维与含磷化合物的质量比优选为(15～30)：(1～5)，更优选为(20～25):2。待纤维与含磷化合物混合均匀后，进行反应。在本专利技术中，可先将纤维与含磷化合物在水中混合，再对其进行脱水，之后进行反应。在本专利技术中，所述反应可以在加热下进行，也可以在射线辐照下进行。若在加热下进行，则反应的温度优选为120～160℃，具体可为120℃、130℃、140℃、15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铀酰吸附材料，按照以下方法制备得到：a)、纤维与含磷化合物混合，进行反应，得到磷酯化纤维；b)、所述磷酯化纤维、聚合物、双键单体和水混合，进行电子束辐照，得到凝胶体；所述聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯和聚丙烯腈中的一种或多种；所述双键单体包括丙烯腈、二乙烯基苯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丁二烯、戊二烯和三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种或多种；c)、将所述凝胶体与丙烯腈混合，进行电子束辐照，得到接枝交联体；d)、将所述接枝交联体与羟胺混合，进行反应，得到铀酰吸附材料。

【技术特征摘要】
1.一种铀酰吸附材料，按照以下方法制备得到：a)、纤维与含磷化合物混合，进行反应，得到磷酯化纤维；b)、所述磷酯化纤维、聚合物、双键单体和水混合，进行电子束辐照，得到凝胶体；所述聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯和聚丙烯腈中的一种或多种；所述双键单体包括丙烯腈、二乙烯基苯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丁二烯、戊二烯和三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种或多种；c)、将所述凝胶体与丙烯腈混合，进行电子束辐照，得到接枝交联体；d)、将所述接枝交联体与羟胺混合，进行反应，得到铀酰吸附材料。2.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于，步骤a)中，所述含磷化合物包括磷酸、正磷酸盐、偏磷酸盐、多聚磷酸盐、三氯氧磷和含磷有机物中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于，步骤a)中，所述纤维与含磷化合物的质量比为(15～30)：(1～5)。4.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于，步骤a...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑庆信，肖峰，苏春，王千宇，朱南康，
申请(专利权)人：中广核达胜加速器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32