一种分级多孔抗污损型海水提铀水凝胶膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及铀捕集材料技术领域，具体地说是一种分级多孔抗污损型海水提铀水凝胶膜制备方法。本发明专利技术采用简便的紫外线诱导自由基聚合法合成抗污损型水凝胶膜，进一步采用恒电流聚合法向其中引入聚吡咯，使纳米级材料在聚合物中的均匀负载；采用分级多孔抗污损型水凝胶膜使材料具有良好的亲水性能，且吸附剂独特的结构有利于与铀酰离子的接触和相互结合；采用聚吡咯纳米级添加剂带正电荷的特点，其自身在海水pH值条件下具有良好的吸附能力，而且还可以提升材料整体的正电荷密度，进一步提升水凝胶的抗污性能。

【技术实现步骤摘要】
一种分级多孔抗污损型海水提铀水凝胶膜的制备方法
：本专利技术涉及铀捕集材料
，具体地说是一种分级多孔抗污损型海水提铀水凝胶膜的制备方法。
技术介绍
随着我国大规模发展核电，铀矿作为核电原料之一，其需求量日益迫切。目前已知的全球可开发性铀矿资源有限，而海洋中蕴藏着巨大的铀资源库，总储备量可达42.9亿吨。从国家长远发展的角度来看，将视野转向海洋，开发并高效利用海洋铀资源，是符合国家中长期科学和技术发展规划纲要的。因此，基于铀的稀缺性和战略价值，从海水中提取铀作为传统矿石类铀资源的补充或替代，对于支撑我国核电事业的快速发展具有重要意义。近年来，纳米材料被认为是一类从海水中提取铀的最具前景的吸附材料之一。相比于与其他吸附剂，它们通常具有高比表面积、高官能团位点密度和快速传质等优势，这些特性使它们有望大幅度提升对铀酰的吸附容量和吸附选择性。然而，由于其自身性质，它们大多以块状粉末或胶体晶体的形式存在（尺寸为101-103nm）。这些难以处理的粉末和晶体大大降低了作为吸附剂的可加工性和广泛应用。因此，将聚合物与纳米材料相结合，是一种理想的海本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分级多孔抗污损型海水提铀水凝胶膜的制备方法包括以下步骤：/n步骤一：预凝胶溶液的制备：将聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酰胺和1-乙烯基-3-丁基咪唑鎓分别以质量比为1:1:1~1:4:1溶解在去离子水中，随后分别加入相当于丙烯酰胺单体1wt％~2wt％的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.2wt％~1wt％的光引发剂二乙氧基苯乙酮，混合搅拌2h~6h均匀；/n步骤二：抗污损型水凝胶膜的成型：将ITO导电玻璃切成约2cm×3cm的尺寸，用去离子水和丙酮各洗涤1次；采用厚度约为40μm的3M胶带层粘贴到ITO基材上；随后，将胶带的中央部分切掉1cm×1cm的面积，以确定水凝胶膜的长度和宽度；将预凝胶...

【技术特征摘要】
1.一种分级多孔抗污损型海水提铀水凝胶膜的制备方法包括以下步骤：
步骤一：预凝胶溶液的制备：将聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酰胺和1-乙烯基-3-丁基咪唑鎓分别以质量比为1:1:1~1:4:1溶解在去离子水中，随后分别加入相当于丙烯酰胺单体1wt％~2wt％的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.2wt％~1wt％的光引发剂二乙氧基苯乙酮，混合搅拌2h~6h均匀；
步骤二：抗污损型水凝胶膜的成型：将ITO导电玻璃切成约2cm×3cm的尺寸，用去离子水和丙酮各洗涤1次；采用厚度约为40μm的3M胶带层粘贴到ITO基材上；随后，将胶带的中央部分切掉1cm×1cm的面积，以确定水凝胶膜的长度和宽度；将预凝胶溶液滴到上述准备好的ITO基材上，并用盖玻片覆盖以排出所有气泡；聚合反应在254nm或365nm的紫外灯照射下进行30min~90min，最终形成抗污损型水凝胶膜；
步骤三：具有分级结构的抗污损型水凝胶膜的制备：在三电极系统中，将上述所得抗污损型水凝胶膜涂覆的ITO作为工作电极，铂板作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极，含有0.1mol/L~0.2mol/L吡咯的0.1mol/L~0.5mol/LKCl溶液作为电解质；采用电化学聚合法，在水凝胶膜中电聚合形成聚吡咯；设置电化学参数为电流密度1mA/cm2，输入电荷0.6C，聚合时间600s~1800s；所形成的聚吡咯/抗污损型水凝胶膜在空气中干燥并从基材上剥离，最终得到具有分级结构的抗污损型水凝胶膜（P(VP-AM-VBIMBr)/PPy）。


2.如权利要求1所述的一种分级多孔抗污损型海水提铀水凝胶膜的制备方法，其特征在于步骤一中，聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：王君，白震媛，刘琦，张宏森，朱佳慧，刘静媛，于静，孙高辉，陈蓉蓉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23