本发明专利技术公开了一种用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂的制备方法，特征是在惰性气氛或空气中，0～150℃，在质量百分浓度为0.1～10％的聚乙烯醇水溶液中，按聚乙烯醇(PVA)质量的0.01～0.3倍的量加入硅烷偶联剂，溶胶-凝胶反应1～48h，所得溶胶-凝胶产物静置脱泡后涂膜得到膜片，在0～200℃、相对湿度50～90％的条件下干燥2～72h，即得到可用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂。本发明专利技术方法中金属离子的吸附和吸附后剩余液的膜分离可以同步进行，操作过程简便；制备的杂化膜吸附剂成膜性能好，对水中低浓度锶离子具有良好的吸附效果，可用于放射性废水中低浓度锶离子的吸附脱除。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于放射性废水处理
，特别涉及利用溶胶-凝胶法制备用于脱除 放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂的方法。
技术介绍
随着石油、煤炭等不可再生能源的日趋枯竭，作为一种新型能源技术，核能发电近 年来在世界许多国家获得迅猛发展。我国核电站中长期发展规划提出，至2020年核电 站装机容量将达到4000万千瓦，核电占全部电力装机容量的比重从现在的不到2%提高到 4%，核电年发电量达到2600?2800亿千瓦时；目前一批核电站正在建设或论证中。然而， 随着核电技术的迅猛发展，核电安全更加引人关注。特别是日本福岛核事故给我们敲响了 警钟，如何安全、经济和妥善地处理中低浓度放射性废水，已成为核电工业可持续发展中必 须要解决的重点问题之一。因此，采用新技术、新方法处理核电工业放射性废水成为目前迫 切需要解决的核电发展与环境保护及公众安全等环境污染治理方面的关键科学难题，社会 需求紧迫。 中国专利申请号201410009260. 5提出的一种放射性含锶废水的处理方法及装 置，采用放射性废水中的锶离子与碳酸钙、碳酸钠进行化学反应，从而使碳酸锶在碳酸钙晶 种表面沉积，形成大粒径密实的晶体颗粒物快速沉淀到水力旋流底部，以去除部分放射性 锶离子；小颗粒的碳酸锶和晶种随上清液进入膜分离器，并与氯化铁反应，颗粒物经中空纤 维膜分离后进一步去除放射性锶离子，使出水的放射性大幅度降低；该方法主要是以化学 物质来沉淀锶离子，存在处理步骤较多，操作过程繁杂，化学沉积试剂使用较多，锶离子处 理不彻底、膜污染严重等缺点，其应用价值有限，难以满足大规模工业化放射性废水处理的 实际需求。 中国专利申请号20131051328. 8提出的一种磁性温敏型表面锶离子印迹 吸附剂的制备方法，通过接枝法使Fe304与氨基化SBA-15 (PEI-SBA-15)的有效结合 (Fe304PEI-SBA-l5)，再对 Fe304PEI-SBA_l5 进行乙烯基改性，得到 Fe304PEI-SBA_l5MPS。再 以Fe30 4PEI-SBA-15MPS为基质，Sr (II)为模板，制备磁性温敏型表面锶离子印迹吸附剂；该 方法制备的锶离子印迹吸附剂存在磁性Fe30 4与聚合物相容性差、微相分离及稳定性差等 缺点，其应用价值有限，难以满足大规模工业化放射性废水处理的实际需求。 中国专利申请号201210539412. 3提出的吸附分离锶离子的酵母模板中空硅基材 料表面印迹吸附剂的制备方法及其应用，以酵母模板中空硅基材料为基质材料，二价锶离 子为模板离子，壳聚糖为功能单体，Y-(2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷为交联剂，利用 悬浮聚合法进行离子印迹聚合改性制备而得到印迹吸附剂；该方法存在酵母/硅复合物包 覆不完整，模板分子易脱落及热稳定性差等缺点，其应用价值有限，难以满足大规模工业化 放射性废水处理的实际需求。 至今尚未见到关于杂化膜吸附剂用于脱除放射性废水中锶离子的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂的制备 方法，以克服现有技术的上述缺陷，为放射性废水中锶离子的脱除提供一条新的途径。 本专利技术，其特征在于： 在惰性气氛或空气中，在〇?150°C的温度条件下，在质量百分浓度为0. 1 %?10%的聚 乙烯醇（PVA)水溶液中，按聚乙烯醇（PVA)质量的0. 01?0. 3倍的量加入硅烷偶联剂，溶 胶-凝胶反应1?48h后得到溶胶-凝胶反应产物，静置脱泡后涂膜得到膜片，将所得膜片 在0?200°C、相对湿度50%?90%的条件下干燥2?72h，即得到不含支撑体的可用于脱 除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂。 所述硅烷偶联剂为含有氨基的Ν-(β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（简 称Α-1120)、γ -氣丙基二乙氧基娃烧（简称A-1100)、γ -氣丙基二甲氧基娃烧（简称 A-1110)/或它们相互混合后所得到的产物。 所述惰性气氛是指包括氮气或氩气在内的没有氧气存在的气体氛围。 所述涂膜可采用流动涂膜、刮膜、喷洒涂膜、浸渍涂膜或旋转涂膜。 所述干燥可选用真空干燥、对流干燥、传导干燥、紫外线干燥、红外线干燥、微波干 燥、冷冻干燥、化学吸湿干燥或机械脱水干燥。 也可将前述所制备得到的溶胶-凝胶反应产物静置脱泡后在支撑体上涂膜，至得 到涂膜层，然后在0?200°c、相对湿度50%?90%的条件下将涂膜层干燥，即得到含有支 撑体的可用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜，该杂化膜可以作为吸附剂使用，它同样 可以从含有锶离子的放射性废水中脱除锶离子；所述支撑体可选用A1 203陶瓷、二氧化硅陶 瓷、二氧化钛陶瓷、二氧化锆陶瓷、聚乙烯膜、聚四氟乙烯板、玻璃板、涤纶布、锦纶布、玻璃 纤维布、尼龙布或无纺布。 采用本专利技术方法所制备得到的杂化膜吸附剂对放射性废水或水溶液中的Sr2+离 子具有较强的吸附分离能力，可用于放射性废水中锶离子的吸附脱除，消除其危害。 与现有技术相比较，本专利技术采用溶胶-凝胶法制备用于脱除放射性废水中锶离子 的杂化膜吸附剂，其突出特点是借助硅烷偶联剂上含有的氨基与溶液中锶离子之间的络合 反应来增加杂化膜吸附剂对锶离子的吸附脱除能力；由于采用本专利技术方法制备得到的吸附 剂是膜片状物质，可以制成工业膜分离装置用于放射性废水中低浓度锶离子的吸附脱除以 及吸附后剩余液的过滤等，且锶离子的吸附和吸附后剩余液的膜分离可以同步进行，所以 生产流程短、操作简单，对于低浓度放射性废水更加有效，从而能够满足核电工业大规模脱 除低浓度放射性废水中锶离子的实际需求。 与中国专利申请号201410009260. 5中采用锶离子与碳酸盐进行化学反应，使碳 酸锶和晶种随上清液进入膜分离器，进行膜分离除去放射性锶离子的方法相比，采用本发 明方法制备的杂化膜吸附剂呈膜片状，该制备方法简单，金属离子的吸附和吸附后剩余液 的膜分离可以同步进行，操作过程简便，对低浓度放射性废水中锶离子有较强的吸附脱除 能力。 与中国专利申请号20131051328. 8中以Fe304与氨基化SBA-15 (PEI-SBA-15)结合 再进行乙烯基改性的方法来制备磁性温敏型表面锶离子印迹吸附剂的方法相比，本专利技术制 备方法简单，所得杂化膜均匀稳定，金属离子的吸附和吸附后剩余液的膜分离可以同步进 行，可以制成工业膜分离装置用于大规模工业低浓度放射性废水处理。 与中国专利申请号201210539412. 3中以酵母模板中空硅基材料为基质材料，二 价锶离子为模板离子，利用悬浮聚合法进行离子印迹聚合改性来制备吸附分离锶离子的 酵母模板中空硅基材料表面印迹吸附剂的方法相比，采用本专利技术方法制备的杂化膜均匀稳 定，不易脱落，金属离子的吸附和吸附后剩余液的膜分离可以同步进行，可以制成工业膜分 离装置用于大规模工业低浓度放射性废水处理。 【附图说明】 图1为实施例1中杂化膜没有吸附锶离子前的表面SEM图，图2为杂化膜吸附了 锶离子后的表面SEM图； 图3为实施例1中杂化膜没有吸附锶离子前表面的能谱图，图4为杂化膜吸附了 锶离子后表面的能谱图。 【具体实施方式】 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂的制备方法，其特征在于:在惰性气氛或空气中，在0～150℃的温度条件下，在质量百分浓度为0.1％～10％的聚乙烯醇水溶液中，按聚乙烯醇(PVA)质量的0.01～0.3倍的量加入硅烷偶联剂，溶胶‑凝胶反应1～48h后得到溶胶‑凝胶反应产物，静置脱泡后涂膜得到膜片，将所得膜片在0～200℃、相对湿度50％～90％的条件下干燥2～72h，即得到不含支撑体的可用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂。
【技术特征摘要】
1. 一种用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂的制备方法，其特征在于：在惰 性气氛或空气中，在0?150°c的温度条件下，在质量百分浓度为0. 1%?10%的聚乙烯醇 水溶液中，按聚乙烯醇（PVA)质量的0. 01?0. 3倍的量加入硅烷偶联剂，溶胶-凝胶反应 1?48h后得到溶胶-凝胶反应产物，静置脱泡后涂膜得到膜片，将所得膜片在0?200°C、 相对湿度50%?90%的条件下干燥2?72h，即得到不含支撑体的可用于脱除放射性废水 中锶离子的杂化膜吸附剂。2. 如权利要求1所述用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂的制备方法，特征 在于所述娃烧偶联剂为含有氨基的N- ( β -氨乙基）-γ -氨丙基二甲氧基娃烧、γ -氨丙基 三乙氧基硅烷、Υ -氨丙基三甲氧基硅烷/或它们相互混合后所得到的产物。3. 如权利要求1所述用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂的制备方法，特征 在于所述惰性气氛是指包括氮气或氩气在内的没有氧气存在的气体氛围。4. 如权利要求1所述用于脱除放射性废水中锶离子的杂化膜吸附剂的制备方法，特征 在于所述涂膜采用...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊生，褚志成，韩成良，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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