一种复合吸附材料及其制备方法和吸附铀的应用技术

本发明专利技术公开了一种复合吸附材料及其制备方法和吸附铀的应用，属于材料技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种复合吸附材料及其制备方法和吸附铀的应用


[0001]本专利技术属于材料
，尤其涉及一种复合吸附材料及其制备方法和吸附铀的应用
。

技术介绍

[0002]核电作为一种清洁能源，可以有效地缓解温室效应和能源短缺
。
战略资源铀
(U)
是核工业使用的主要原材料，随着全球核电的快速发展，对铀的消耗需求持续增加
。
铀常常以可溶性
UO
22+
的形式存在于放射性核废水及自然的海水中
。
由于铀的放射性
、
毒性和长半衰期，其不仅严重会危害人类健康，还会对环境造成严重污染
。
因此，从核燃料资源的利用和人类健康的角度来看，从水体中吸附铀是至关重要的
。
[0003]目前，从水溶液中去除铀的有多种方法，例如萃取
、
电化学
、
光催化和吸附等
(Abney et al.,2017)。
在这些方法中，吸附法因其操作简单
、
成本低
、
二次污染低和吸附剂可再生而被广泛认为是一种有效的方法
(Manos and Kanatzidis.,2016
；
Mellah et al.,2006)。
[0004]传统吸附剂在去除水体中放射性离子时难回收
、
重复利用率低
、
吸附量低；因此，亟需研发一种可高效去除水溶液中的
UO
22+
的新型吸附材料
。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术提供了一种复合吸附材料及其制备方法和吸附铀的应用，主要目的是解决铀吸附剂性能有待提高
、
种类有待扩展的技术问题
。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种复合吸附材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]S1
：含胶原纤维与金属盐的原料，经过反应
I
，得到金属离子
/
胶原纤维复合物；其中，金属为过渡金属；
[0008]S2
：含步骤
S1
中的所述金属离子
/
胶原纤维复合物
、
硫化物和表面活性剂的混合物，经过反应
II
，得到胶原纤维基纳米金属硫化物复合吸附材料
。
[0009]本专利技术选用的金属盐可在水溶液中电离出金属离子
。
[0010]本专利技术选用的硫化物可以作为硫源提供硫元素与金属离子
(
如
Zn
2+
)
反应，生成硫化物
(
如
ZnS)。
[0011]可选地，步骤
S1
中，所述过渡金属选自
IIB
族
、VIB
族
、VIIB
族中的至少一种金属元素
。
[0012]可选地，步骤
S1
中，所述金属选自锌
、
钼
、
钨和锰中的至少一种
。
[0013]可选地，所述金属盐包括有机锌盐
。
[0014]可选地，所述有机锌盐包括醋酸锌
。
[0015]可选地，所述硫化物选自硫代乙酰胺
、
硫脲
、
硫化铵
、L
‑
半胱氨酸
、
硫代硫酸钠和硫醇中的至少一种
。
[0016]可选地，所述表面活性剂选自十八胺
、
十二烷基磺酸钠
、
乙二胺
、
十二烷基苯磺酸
钠
、
聚乙烯吡咯烷酮和乙二胺四乙酸中的至少一种
。
[0017]可选地，步骤
S1
中所述胶原纤维经过碱处理，得到碱改性胶原纤维
。
[0018]可选地，所述碱处理的温度为
40
～
60℃
；优选
50℃。
[0019]可选地，所述胶原纤维与所述碱的混合比为1～
5g
：
80
～
120mL
；所述碱选自浓度为
0.025
～
0.1mol/L
的氢氧化钠水溶液
。
[0020]可选地，所述胶原纤维与所述碱的混合比为2～
4g
：
90
～
110mL
；所述碱选自浓度为
0.05
～
0.08mol/L
的氢氧化钠水溶液
。
[0021]可选地，所述胶原纤维与所述碱的混合比为
3g
：
100mL
；所述碱选自浓度为
0.075mol/L
的氢氧化钠水溶液
。
[0022]可选地，步骤
S1
中，所述反应
I
的过程包括：所述胶原纤维浸于所述金属盐的溶液中，加热蒸发溶剂，补充所述金属盐的溶液，反复多次，得到所述金属离子
/
胶原纤维复合物
。
[0023]可选地，所述胶原纤维和所述金属盐的溶液的混合比为
0.03
～
0.15g
：2～
10mL
，所述金属盐的溶液的浓度为
0.02
～
0.08mol/L。
[0024]可选地，所述胶原纤维和所述锌盐的溶液的混合比为
0.03
～
0.08g
：2～
5mL
，所述锌盐的溶液的浓度为
0.03
～
0.07mmol/L。
[0025]可选地，所述胶原纤维和所述锌盐的溶液的混合比为
0.05g
：
3mL
，所述锌盐的溶液的浓度为
0.05mmol/L。
[0026]可选地，所述加热蒸发溶剂的温度为
50
～
65℃
，所述加热蒸发溶剂的时间为
1.5h
～
3.5h
，所述反复多次为3～6次
。
[0027]本专利技术的步骤
S1
中的反应
I
的过程也就是加热蒸发溶剂的过程，反应
I
的温度为
50
～
65℃
，反应
I
的时间为
1.5h
～
3.5h。
[0028]可选地，所述加热蒸发溶剂的温度选自
50℃、55℃、60℃、65℃
中的任意值或任意两者之间的范围值
。
[0029]可选地，所述加热蒸发溶剂的时间选自
1.5、2.0、2.5、3.0、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1
：含胶原纤维与金属盐的原料，经过反应
I
，得到金属离子
/
胶原纤维复合物；其中，金属为过渡金属；
S2
：含步骤
S1
中的所述金属离子
/
胶原纤维复合物
、
硫化物和表面活性剂的混合物，经过反应
II
，得到胶原纤维基纳米金属硫化物复合吸附材料
。2.
根据权利要求1所述的一种复合吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤
S1
中，所述过渡金属选自
IIB
族
、VIB
族
、VIIB
族中的至少一种金属元素；优选地，步骤
S1
中，所述金属选自锌
、
钼
、
钨和锰中的至少一种；优选地，所述金属盐包括有机锌盐；优选地，所述有机锌盐包括醋酸锌
。3.
根据权利要求1所述的一种复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述硫化物选自硫代乙酰胺
、
硫脲
、
硫化铵
、L
‑
半胱氨酸
、
硫代硫酸钠和硫醇中的至少一种；优选地，所述表面活性剂选自十八胺
、
十二烷基磺酸钠
、
乙二胺
、
十二烷基苯磺酸钠
、
聚乙烯吡咯烷酮和乙二胺四乙酸中的至少一种；优选地，步骤
S1
中所述胶原纤维经过碱处理，得到碱改性胶原纤维；优选地，所述碱处理的温度为
40
～
60℃
；优选地，所述胶原纤维与所述碱的混合比为1～
5g
：
80
～
120mL
；所述碱选自浓度为
0.025
～
0.1mol/L
的氢氧化钠水溶液
。4.
根据权利要求1所述的一种复合吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤
S1
中，所述反应
I
的过程包括：所述胶原纤维浸于所述金属盐的溶液中，加热蒸发溶剂，补充所述金属盐的溶液，反复多次，得到所述金属离子
/
胶原纤维复合物；优选地，所述胶原纤维和所述金属盐的溶液的混合比为
0.03
～
0.15g
：2～
10mL
，所述金属盐的溶液的浓度为
0.02
～
0.08mol/L
；优选地，所述加热蒸发溶剂的温度为
50
～
65℃
，所述加热蒸发溶剂的时间为
1.5h
～
3.5h
，所述反复多次为3～6次；优选地，步骤
S2
中，所述金属离子
/
胶原纤维复合物
、
所述硫化物和所述表面活性剂的混合比为
(0.2

【专利技术属性】
技术研发人员：杨露，冯美玲，黄小荥，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：