一种铀酰吸附材料的合成方法及其应用技术

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的合成方法及其应用。本发明专利技术提供的合成方法包括以下步骤：a)、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；b)、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；c)、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合成方法成本低，合成的铀酰吸附材料吸附容量大，对铀酰吸附选择性好，且具有良好的使用稳定性。

Synthesis method and application of uranyl adsorption material

The invention belongs to the field of adsorption materials, in particular to a synthetic method of uranyl adsorption material and its application. Synthesis method of the invention comprises the following steps: a), fiber, polymer, double bond monomer and water mixture, by electron beam irradiation, the obtained gel; polymer including polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polystyrene and polyacrylonitrile in one or more double bonds; the monomer including acrylonitrile, vinyl two benzene, styrene, acrylic acid, acrylamide, butadiene, isoprene and three allyl isocyanuric acid ester of one or more b),; the mixed gel and acrylonitrile, electron beam irradiation, by grafting crosslinking; c), the grafting crosslinked mixed reaction with hydroxylamine and get the uranyl adsorption material. The synthetic method provided by the invention has the advantages of low cost, large adsorption capacity of the uranyl adsorption material, good selectivity for uranyl adsorption, and good use stability.

【技术实现步骤摘要】
一种铀酰吸附材料的合成方法及其应用
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的合成方法及其应用。
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的合成方法及其应用，本专利技术提供的合成方法成本低，合成的铀酰吸附材料吸附容量大，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的合成方法，包括以下步骤：a)、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；b)、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；c)、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，所述纤维包括秸秆纤维、棉纤维、竹纤维、蔗渣纤维和木浆纤维中的一种或多种。优选的，步骤a)中，所述纤维、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a)中，所述电子束辐照的剂量为100～200kGy。优选的，步骤b)中，所述凝胶体、丙烯腈和羟胺的质量比为(7～15)：(1～2)。优选的，步骤b)中，所述电子束辐照的剂量为40～80kGy。优选的，步骤b)中的凝胶体与步骤c)中的羟胺的质量比为(7～15)：(3～6)。优选的，步骤c)中，所述反应的温度为60～90℃。优选的，步骤c)中，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方法合成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的合成方法及其应用。本专利技术提供的合成方法包括以下步骤：a)、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；b)、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；c)、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，先将其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孔洞和大量的化学离子交换空间；同时，该吸附材料中的偕胺肟基团可对铀酰离子进行选择性吸附，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4.1mg/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23mg/g以上，上述吸附材料第三次洗脱后的吸附量达到85％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、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；b)、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；c)、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、聚合物、双键单体和水混合。其中，所述纤维包括但不限于秸秆纤维、棉纤维、竹纤维、蔗渣纤维和木浆纤维中的一种或多种；所述纤维的细度优选≥30目，更优选≥40目；所述纤维的的灰分优选≤2wt％；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；所述聚乙烯醇优选包括聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2099、聚乙烯醇1788和聚乙烯醇1792中的一种或多种；所述聚乙烯吡咯烷酮优选包括聚乙烯吡咯烷酮k90；所述聚苯乙烯的数均分子量优选为10000～50000；所述聚丙烯腈的数均分子量优选≥10000。在本专利技术提供的一个实施例中，所述聚苯乙烯为聚苯乙烯乳液，所述聚苯乙烯乳液的固含量优选为20～40wt％，具体可为30wt％。在本专利技术提供的一个实施例中，所述聚合物包括聚乙烯醇和聚苯乙烯乳液，所述聚乙烯醇和聚苯乙烯乳液的质量比优选为(80～120)：(8～12)，更优选为100:10。在本专利技术中，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。在本专利技术提供的一个实施例中，所述双键单体包括苯乙烯和丙烯腈，所述苯乙烯和丙烯腈的质量比优选为(10～30)：(0.5～1.5)，更优选为20:0.9；在本专利技术提供的另一个实施例中，所述双键单体包括丙烯腈、二乙烯基苯和苯乙烯，所述丙烯腈、二乙烯基苯和苯乙烯的质量比优选为(1～1.5)：(0.1～0.3)：(2～6)，更优选为1.2:0.2:4。在本专利技术中，所述纤维、聚合物、双键单体和水的质量比优选为(10～20)：(100～150)：(3～30)：(400～600)，更优选为(11～18)：(110～140)：(5～21)：(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铀酰吸附材料的合成方法，包括以下步骤：a)、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；b)、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；c)、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的合成方法，包括以下步骤：a)、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；b)、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；c)、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所述的合成方法，其特征在于，步骤a)中，所述纤维包括秸秆纤维、棉纤维、竹纤维、蔗渣纤维和木浆纤维中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤a)中，所述纤维、聚合物、双键单体和水的质量比为(10～20)：(100～150)：(3～30...

【专利技术属性】
技术研发人员：王千宇，朱南康，郑庆信，苏春，肖峰，
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