一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质及其制备方法，其制备方法包括对天然海绵进行碱处理、天然海绵的聚多巴胺功能化以及4

【技术实现步骤摘要】
一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质及其制备方法


[0001]本专利技术涉及海水提铀
，特别是涉及一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质及其制备方法。

技术介绍

[0002]核能凭借着其清洁高效的优点成为确保未来能源需求的重要选择之一。因此，作为核能的主要基本资源的铀资源的开采成为未来核能产业发展的关键。海洋中蕴含45亿吨的铀资源，这个储量大约是陆地铀矿储量的1000倍，可为核能发展提供“取之不尽”的能量供应。然而，要实现海洋铀资源的高效开采，并非易事，目前，与共沉淀蒸发、浓缩、溶剂萃取和膜分离等海水提铀方法相比，吸附法具有操作简单、能耗低、富集能力大、速度快等特点，是公认的从海水中提取铀的最有前景的方法。
[0003]吸附方法的核心是选择和制备优良的吸附材料。铀吸附技术，关键在于两点：一是吸附配体的选择；二是基底材料的选择。从海水中提取铀的先进技术是使用含有偕胺肟(
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C(NH2)NOH)的吸附剂，是因为偕胺肟功能基团在高盐度海水中对铀酰离子具有高度螯合力和选择性。现有技术中一般将偕肟胺分子作为功能基团固定于基底材料的表面以制成铀吸附剂，进一步应用于海水提铀中。但已报道的偕胺肟分子在材料表面固定的方法存在两大缺点：1)固定量低；2)肟分子聚集在材料内部，不能暴露在基底表面，就不能发挥吸附作用，从而影响其海水提铀应用。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的在于，提供一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质的制备方法，其具有原材料易得、操作及流程简单、吸铀效果好并易于大规模推广等优点。
[0005]一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质的制备方法，其包括以下步骤：
[0006]1)首先对天然海绵进行碱处理，清洗后获得处理后的天然海绵；
[0007]2)然后将处理好的天然海绵置于Tris缓冲液中，加入盐酸多巴胺，调节pH至8.0～9.0，搅拌反应一定时间之后取出清洗干燥，获得聚多巴胺功能化的天然海绵；
[0008]3)配置4
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氨基苄胺肟溶液，随后将步骤2)得到的聚多巴胺功能化的天然海绵放入溶液中，搅拌反应一定时间，取出后清洗后冷冻干燥，即得到所述用于铀吸附的小分子肟化天然生物质。
[0009]进一步地，步骤1)中为使用0.01～1M的NaOH溶液对天然海绵进行碱处理，优选浓度为0.1M的NaOH溶液进行处理。
[0010]进一步地，步骤1)中碱处理的处理温度为50～80℃，处理时间为2～10h，优选为60℃的条件下反应4h。
[0011]进一步地，步骤2)的Tris缓冲液中盐酸多巴胺的浓度为1～4mg/mL，优选为2mg/mL。
[0012]进一步地，步骤2)中搅拌反应的时间为1～12h，优选为磁力搅拌2h。
[0013]进一步地，步骤3)中4
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氨基苄胺肟溶液的浓度为1～10mg/mL，优选浓度为2mg/mL。
[0014]进一步地，步骤3)中搅拌反应的时间为2～12h，优选搅拌反应6h。
[0015]另外，本专利技术还提供一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质，与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0016]本专利技术优选使用天然海绵作为基底材料，其具有的三维多孔结构，比表面积大，能够为功能分子提供更多的吸附位点，有利于功能分子基团的嫁接，同时通过碱处理除去天然海绵表面的杂质，为吸附配体的大量附着提供了有利条件；天然海绵原料易得，成本较低，具有较高的机械强度，耐腐蚀性能良好，便于直接作为吸附剂在海洋中进行收集，简化吸铀工艺；
[0017]进一步利用多巴胺可通过简便的自聚合即可修饰在几乎任何基底表面的特性，使用多巴胺对基底材料进行功能化修饰改性，将多巴胺聚合在基底材料表面形成聚多巴胺层，该聚多巴胺层含有丰富的功能基团与分子间作用力强，可为其他分子的二次连接提供条件，便于后续吸铀分子的吸附固定，且多巴胺的聚合速度快，操作简单且反应条件要求低，便于大量生产应用；
[0018]本专利技术中使用4
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氨基苄胺肟作为吸铀分子，其是一种带有偕胺肟基团的小分子，相对于现有技术中常用的聚丙烯偕肟胺聚合物，4
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氨基苄胺肟其分子更小，可与铀酰离子高效配位，具有非常强的铀吸附能力，并可从复杂的离子体系中选择性的捕获铀；另外，它含有氨基，氨基可作为功能基团直接用于与基底的固定，从而不损失偕胺肟分子，且操作工艺简单；同时，氨基在偕胺肟分子的对位，对偕胺肟吸附铀酰不造成空间位阻，有利于吸附过程，对铀具有非常好的吸附效果且吸附效率高。
[0019]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
附图说明
[0020]图1为碱处理天然海绵的扫描电镜图；
[0021]图2为4
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氨基苄胺肟、碱处理天然海绵以及小分子肟化天然生物质的紫外分光光度测试结果；
[0022]图3为小分子肟化天然生物质分别在不同pH溶液中的吸铀效果测试结果；
[0023]图4为小分子肟化天然生物质吸铀前后的XPS测试结果；
[0024]图5为小分子肟化天然生物质铀吸附后的EDS测试结果。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的描述，本专利技术的保护范围不局限于以下所述：
[0026]实施例1
[0027]本专利技术实施例1提供一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质的制备方法，其包括以下步骤：
[0028]1)首先对天然海绵进行碱处理，具体为将天然海绵置于0.01M的NaOH中，在50℃下反应10h，随后使用超纯水清洗5次，获得处理后的天然海绵；
[0029]2)然后将处理好的天然海绵置于10mM的Tris缓冲液中，加入盐酸多巴胺使其浓度
为1mg/mL，使用NaOH或HCl调节pH至8.5，加入转子磁力搅拌反应12h之后取出，使用超纯水清洗干燥，获得聚多巴胺功能化的天然海绵；
[0030]3)配置适量体积浓度为1mg/mL的4
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氨基苄胺肟溶液，随后将步骤2)得到的聚多巴胺功能化的天然海绵放入溶液中，加入转子磁力搅拌反应12h，取出后使用超纯水清洗后冷冻干燥24h，即得到所述用于铀吸附的小分子肟化天然生物质。
[0031]实施例2
[0032]本专利技术实施例2提供一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质的制备方法，其包括以下步骤：
[0033]1)首先对天然海绵进行碱处理，具体为将天然海绵置于1M的NaOH中，在80℃下反应2h，随后使用超纯水清洗5次，获得处理后的天然海绵；
[0034]2)然后将处理好的天然海绵置于10mM的Tris缓冲液中，加入盐酸多巴胺使其浓度为4mg/mL，使用NaOH或HCl调节pH至8.5，加入转子磁力搅拌反应1h之后取出，使用超纯水清洗干燥，获得聚多巴胺功能化的天然海绵；
[0035]3)配置适量体积浓度为10mg/mL的4
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氨基苄胺肟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铀吸附的小分子肟化天然生物质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先对天然海绵进行碱处理，清洗后获得处理后的天然海绵；2)然后将处理好的天然海绵置于Tris缓冲液中，加入盐酸多巴胺，调节pH至8.0
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9.0，搅拌反应一定时间之后取出清洗干燥，获得聚多巴胺功能化的天然海绵；3)配置4
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氨基苄胺肟溶液，随后将步骤2)得到的聚多巴胺功能化的天然海绵放入溶液中，搅拌反应一定时间，取出后清洗后冷冻干燥，即得到所述用于铀吸附的小分子肟化天然生物质。2.根据权利要求1所述用于铀吸附的小分子肟化天然生物质的制备方法，其特征在于：步骤1)中为使用0.01～1M的NaOH溶液对天然海绵进行碱处理。3.根据权利要求2所述用于铀吸附的小分子肟化天然生物质的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：石瑟，冯茹茜，梅平平，王宁，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：