【技术实现步骤摘要】
一种可吸附废水中铀的材料及制备方法
[0001]本专利技术涉及一种可吸附废水中铀的材料,特别是用于处理含铀废水的材料,以及这种材料的制备方法。
技术介绍
[0002]随着科技与经济的快速发展,煤、石油等化石能源迅速消耗,核能因其高效、清洁、经济等优点脱颖而出并受到广泛关注。目前,大力发展核电成为多数国家关注并积极推进的事业,合理利用核能将从很大程度上减缓全球资源紧张甚至短缺问题,也会带来较高的经济效益。得核能发展过程中会产生大量含铀废水,如何实现对含铀废水经济高效的净化成为全球面临的一大挑战。
[0003]近年来,吸附法因其效率高、成本低和适用性强等特点获得众多科研工作者的研究和认可,在含铀废水净化方面受到广泛关注。传统材料由于比表面积小、吸附容量不高、选择性差、不易进行固液/固液分离而导致对环境的二次污染等限制了其进一步应用。近年出现的功能新材料,如碳材料、MOF、COF等,虽然通过调控结构得到更加可观的比表面积,提升对铀的吸附能力,但是存在吸附剂不易从废水中分离的难题。因此,设计合成具有高吸附容量、选择性能良好且易于分离的含铀废水净化材料成为亟需解决的难题。
[0004]磁性纳米粒子具有独特的量子尺寸效应、表面界面效应和磁效应,可以通过外加梯度磁场实现方便快捷的固固/固液分离,因而在含铀废水处理方面显示出良好的前景。但是在实际应用中,磁性纳米颗粒具有很强的团聚成为更大颗粒的倾向,导致其反应能力和表面利用效率降低,同时,团聚的磁性纳米颗粒也会降低其自身的移动性。针对快速磁响应这一特性,磁性材料的粒径 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种可吸附废水中铀(U)的材料,其特征是由超顺磁性Fe3O4的磁核和磁核表面的有序介孔SiO2壳层构成,所合成磁性介孔材料的比表面积为300
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400m2/g。2.根据权利要求1所述的可吸附废水中铀材料,其特征是将P=O和
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NH2基团修饰至壳层介孔处。3.根据权利要求1或2所述的可吸附废水中铀材料,其特征是磁性介孔材料的比表面积为318m2/g。4.权利要求2或3所述的可吸附废水中铀材料制备方法,其特征是:1)将Fe3O4加入体积比10~25/1~3/1~5的乙醇/水/氨水的混合液中,超声反应使Fe3O4均匀地分散在溶液中,然后向溶液里面滴加0.1
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0.5mL正硅酸四乙酯(TEOS),室温下持续反应8h,除去杂质和水分,然后在干燥处理得到棕色Fe3O4@SiO2;2)将经前一步骤得到的Fe3O4@SiO2分散在乙醇/水/三乙醇胺的混合液中,超声反应使材料均匀得分散在溶液中,向里面加入由0.1
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1.0g的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和0.1
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0.5g水杨酸钠组成的模板剂,充分反应后,滴加0.1
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0.5mL正硅酸乙酯(TEOS)和0.1
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0.5mL 1,2
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二(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE),经充分反应后,分离产物并除去杂质和水分,干燥处理后得到棕色Fe3O4@v
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SiO2;3)将上步骤得到的产物分散乙醇和浓盐酸的混合液中,60℃下持续充分反应去除十六烷基三甲基溴化铵,得到Fe3O4@v
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mSiO2;4)将Fe3O4@v
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mSiO2分散在乙醇和蒸馏水的混合液中,然后向其中依次加入0.5
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2ml硅烷偶联剂γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)和0.5
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5mL NH3·
H2O,在超声和机械搅拌的条件下充分反应后分离产物,再经干燥处理后得到表面活化的Fe3O4@v
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mSiO2微球;5)将表面活化的Fe3O4@v
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mSiO2微球分散在乙腈中,然后向其中加入0.05
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0.2g偶氮二异丁腈(AIBN),待完全溶解后再依次加入0.2
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1mL DMAA和0.2
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1mL DMP缓慢加热使体系温度至大于80℃,并在该温度下持续充分反应后分离产物,然后干燥处理得到本发明的功能介孔磁性纳米材料Fe3O4@v
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技术研发人员:潘多强,赵敏,张慧晴,徐杨,吴王锁,
申请(专利权)人:兰州大学,
类型:发明
国别省市:
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