一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维及其制备方法。该抗菌聚合物纤维的原料组分为聚丙烯腈纤维、盐酸聚六亚甲基双胍、盐酸羟胺。该抗菌聚合物纤维的制备方法首先使用聚丙烯腈纤维和盐酸聚六亚甲基双胍制备接枝共聚物PAN

【技术实现步骤摘要】
一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于海水提铀与含铀废水处理
，具体涉及一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着能源的不断开发与利用，化石燃料的枯竭以及传统燃料燃烧导致环境恶化使人类将眼光投向新能源的开发。目前发展的新能源主要包括风能、水能、太阳能、潮汐能以及核能，其中核能由于高效、清洁而受到广泛关注，目前已广泛应用于核电、核医学、农学以及工业等各个方面。截止2016年，全球共有30个国家在使用核电，并且另有15个无核电国家已批准建设首批核电机组或已制定核电发展计划。铀资源是保障核电以致整个核工业发展的基础资源，但是陆地铀矿贫乏以及分布不均导致人类不得不将目光投向非常规的铀资源获取方式。海水广泛分布着45亿吨铀，并且由于海水长期处于动态平衡，因此如果可以高效的将其利用起来，铀将会是一种“取之不尽”的资源，足以保障人类社会的可持续发展。此外，含铀废液中的大量铀资源也是一种宝贵的财富，如果可以有效提取，不仅可以获取铀资源还可以同时降低含铀废液对环境造成的危害。因此提铀材料的制备具有重要而长远的战略意义。
[0003]目前用于铀的提取主要方法有电化学还原法、共沉淀法、离子交换法、超导磁选法、生物处理法以及吸附法。其中吸附法不同于前几种方法的针对体系单一，而是具备非常优秀的普适性，此外吸附法还具备卓越的提铀速率、铀酰离子选择性以及经济可行性等。目前用于吸附法的吸附剂主要包括无机类、碳基类、生物质类、聚合物类以及其他一些新型吸附剂等，其中聚合物类吸附剂由于制备简单、机械性能强以及成本低等优点而获得了最广泛的使用。但是由于海水中含有大量微生物、细菌以及藻类等，这些微生物和细菌对于提铀材料产生生物污损作用，严重影响提铀材料的吸附性能、力学性能和使用寿命。传统的提铀材料不具备抗生物污损性能，易受海洋细菌腐蚀和破坏，难以重复利用，使用寿命较短。因此发展一种用于水体中铀提取的新型抗菌聚合物纤维对于提高提铀材料的海洋适应性，推进海水提铀的发展具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的一个技术问题是提供一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维，本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维的制备方法。具体采用如下技术方案：
[0005]一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维，所述的抗菌聚合物纤维的原料组分的重量百分比如下：
[0006]聚丙烯腈纤维
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8.5～11.5％；
[0007]盐酸聚六亚甲基双胍
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2.3～5.6％；
[0008]盐酸羟胺
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85.6～86.2％；
[0009]辅助材料有：去离子水、甲醇、乙醇、氢氧化钠及氢氧化钾。
[0010]所述抗菌聚合物纤维的分子式为：
[0011][0012]一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维的制备方法，该方法包含以下步骤：
[0013]a.将盐酸聚六亚甲基双胍溶解于去离子水中，与聚丙烯腈纤维一同放入反应釜，100℃～130℃下反应获得交联纤维产物，随后取出交联纤维产物用去离子水和乙醇冲洗干燥获得聚合物纤维PAN
‑
PHMB，分子式如下：
[0014][0015]b.称取一定质量的盐酸羟胺，配置浓度为7.5％～10％盐酸羟胺的水和甲醇混合溶液，使用氢氧化钠调节pH值至弱碱性，加入聚合物纤维PAN
‑
PHMB，预设温度下反应，随后取出用去离子水和乙醇冲洗干燥获得聚合物纤维PAO
‑
PHMB，分子式如下：
[0016][0017]c.配置2.5％～5.0％氢氧化钾的水溶液，加入步骤b获得的聚合物纤维PAO
‑
PHMB，60℃～80℃下处理一定时间，随后取出聚合物纤维PAO
‑
PHMB，用去离子水和乙醇冲洗干燥获得所需的用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维PAO
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PHMB
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A。
[0018]进一步，所述的抗菌聚合物纤维的原料的质量百分比组分如下：
[0019]聚丙烯腈纤维
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8.5～11.5％；
[0020]盐酸聚六亚甲基双胍
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2.3～5.6％；
[0021]盐酸羟胺
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85.6～86.2％；
[0022]辅助材料有：去离子水、甲醇、乙醇、氢氧化钠及氢氧化钾。
[0023]进一步，步骤b中，所述预设温度为65℃；
[0024]进一步，步骤c中，所述一定时间为2～4小时。
[0025]本专利技术的用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维含有多种官能团结构，表现出极好的螯合能力，其氨基基团具有很好的亲水能力并能够与铀离子发生配位作用，氰基与盐酸羟胺生成的偕胺肟基对铀离子具有选择性吸附作用，此外盐酸聚六亚甲基双胍分子中含有大量正电荷可以与细菌细胞质膜结合，随后与磷脂分子形成复合物从而破坏渗透平衡最终破坏细胞质膜最终使细胞失活，因此该抗菌聚合物纤维具备极高的抗菌活性，可以有效抑制水体中微生物的生长。该抗菌聚合物纤维具有高效的配位性能，能够有效捕获铀离子，具有吸附容量大、稳定性好、抗干扰能力强以及抗菌活性高的优点，并且该抗菌聚合物纤维的制备方法简便、成本低廉，市场前景广阔。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。
[0027]实施例1
[0028]1.称取盐酸聚六亚甲基双胍0.2g溶解于20ml去离子水中，称取聚丙烯腈纤维1g加入盐酸聚六亚甲基双胍溶液，随后将混合溶液放入反应釜，125℃下反应24小时，随后取出用去离子水和乙醇冲洗干燥获得聚合物纤维PAN
‑
PHMB。
[0029]2.称取7.5g盐酸羟胺，配置浓度为7.5％盐酸羟胺的水和甲醇混合溶液，使用氢氧化钠调节pH值至弱碱性，加入聚合物纤维PAN
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PHMB，65℃下反应4小时，随后取出用去离子水和乙醇冲洗干燥获得聚合物纤维PAO
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PHMB。
[0030]3.配置2.5％氢氧化钾的水溶液，加入步骤2获得的聚合物纤维PAO
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PHMB，60℃下反应4小时，随后取出用去离子水和乙醇冲洗干燥即可获得所需的用于海水中铀提取的抗菌聚合物纤维PAO
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PHMB
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A，该抗菌聚合物纤维在pH＝8，铀含量为20ppm的铀溶液中的铀吸附容量为505mg/g，该抗菌聚合物纤维在细菌浓度为109CFU/mL的海洋细菌溶液中，抗菌活性为99.47％。
[0031]实施例2
[0032]1.称取盐酸聚六亚甲基双胍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维，其特征在于，所述的抗菌聚合物纤维的原料的质量百分比组分如下：聚丙烯腈纤维
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8.5～11.5％；盐酸聚六亚甲基双胍
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2.3～5.6％；盐酸羟胺
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85.6～86.2％；辅助材料有：去离子水、甲醇、乙醇、氢氧化钠及氢氧化钾。所述抗菌聚合物纤维的分子式为：2.一种用于水体中铀提取的抗菌聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述的方法包含以下步骤：a.将盐酸聚六亚甲基双胍溶解于去离子水中，与聚丙烯腈纤维一同放入反应釜，100℃～130℃下反应获得交联纤维产物，随后取出交联纤维产物用去离子水和乙醇冲洗干燥获得聚合物纤维PAN
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PHMB，分子式如下：b.称取一定质量的盐酸羟胺，配置成浓度为7.5％～10％盐酸羟胺的水和甲醇混合溶液，使用氢氧化钠调节pH值至弱碱性，加入聚合物纤维PAN
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PHMB，并在预设温度下反应，随后取出用去离子水和乙醇冲洗干燥获得聚合物纤维PAO
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PHMB，分...

【专利技术属性】
技术研发人员：文君，何宁宁，李昊，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：