【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于放射性元素处理领域，更具体地说，本专利技术涉及一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备及应用。
技术介绍
1、在铀浓缩厂和核燃料厂的生产过程中，会产生大量的含氟铀废水，氟与铀之间的竞争配位会形成uo2f+、uo2f2(aq)、uo2f3-等络合物，导致铀提取困难。传统的处理方法采用铵盐沉淀加上阴离子树脂柱多级吸附的组合工艺，受到吸附柱的吸附能力限制，且工艺繁琐，易产生固体废物。因此，开发新型铀提取技术从含氟铀废水中去除和回收铀是铀浓缩厂和核燃料厂亟待解决的工程问题之一。
2、电辅助铀提取作为一项新技术，由于电场驱动的加速提取动力学和对非还原性共存离子的选择性，为从废水或海水中提取铀提供了新的见解。例如，liu等人采用基于偕胺肟功能化碳电极的电化学方法从海水中提取铀。然而，通过电化学还原从含氟铀废水中去除和提取铀仍然存在挑战和知识差距。具有高电导率和丰富活性中心的电极材料是实现高效电化学铀提取的关键。过渡金属氧化物因其低成本、高电活性和良好的稳定性而被认为是电辅助铀提取的理想候选电极材料。事实上，过渡金属氧化物电极材料既需要与铀酰离子结合的配位位点，又需要电化学还原的活性中心，能够有效配位和还原水溶液中的铀酰离子。然而，传统电极材料上的铀配位位点与电化学还原活性中心在物理空间中是分开的，电辅助铀提取的效率受到从活性中心转移到配位位点的电子损失的极大限制。基于硬软酸碱(hsab)理论，引入金属氧化物活性中心的缺陷，构建具有对铀酰离子(硬酸)特异性识别的金属-氧-氢(m-o-h，硬碱)金属键，有望实现表面配位位
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤一、将co(no3)2·6h2o和c19h42brn加入去离子水中，搅拌均匀至完全溶解，然后加入nabh4，在室温下使用磁力搅拌器搅拌至气泡消失；
4、步骤二、将步骤一得到的混合溶液离心，收集沉淀，用无水乙醇和去离子水依次洗涤，真空干燥，得到富羟基钴氧化物纳米片。
5、优选的是，所述步骤一中，co(no3)2·6h2o、c19h42brn和去离子水的质量体积比为0.291g:1.5～2g:40～60ml；nabh4和co(no3)2·6h2o的质量比为0.05～0.15:0.291。
6、优选的是，所述步骤一中，磁力搅拌器的转速为100～300r/min。
7、优选的是，所述步骤二中，离心转速为7000～9000r/min，离心时间为4～6min。
8、优选的是，所述步骤二中，无水乙醇和去离子水的洗涤次数为3～5次。
9、优选的是，所述步骤二中，真空干燥温度为50～70℃，干燥时间为20～28h。
10、优选的是，所述步骤二中，还包括：利用低温等离子体处理仪对得到的富羟基钴氧化物纳米片进行处理2～4min。
11、优选的是，所述低温等离子体处理仪的气氛为氧气或氢气，频率为30～50khz，功率为400～600w，气氛的压强为70～90pa。
12、一种如上所述的制备方法制备的富羟基钴氧化物纳米片在铀分离中的应用，其特征在于，将富羟基钴氧化物纳米片作为工作电极加入含氟铀废水中，进行电催化反应，将反应后的富羟基钴氧化物纳米片放入洗脱液中，搅拌、洗涤，再次循环使用。
13、优选的是，所述洗脱液为0.1mol/l的hcl溶液或0.1mol/l的nahco3溶液。
14、本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术提供了一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，制备的富羟基钴氧化物纳米片作为电催化剂，用于从含氟铀废水中提取铀，解决了传统技术中氟化铀络合物难以分离的问题。本专利技术的富羟基钴氧化物纳米片存在大量羟基，可以增强对铀的亲和力，提升对解离的铀酰离子的捕获能力，通过电驱动氟铀分离，铀物种在钴氧化物纳米片表面从最初的铀单原子生长为氧化铀纳米片，形成坚固的2oax-1u-3oeq构型。本专利技术的富羟基钴氧化物纳米片在一定量的氟离子存在下表现出优异的铀(vi)去除能力，铀(vi)去除率达到96％。本专利技术不仅为开发廉价电催化剂从含氟铀废水中高效电辅助提取铀提供了新途径，也为研究铀物种演化机制提供了新途径。
15、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，Co(NO3)2·6H2O、C19H42BrN和去离子水的质量体积比为0.291g:1.5～2g:40～60mL；NaBH4和Co(NO3)2·6H2O的质量比为0.05～0.15:0.291。
3.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，磁力搅拌器的转速为100～300r/min。
4.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，离心转速为7000～9000r/min，离心时间为4～6min。
5.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，无水乙醇和去离子水的洗涤次数为3～5次。
6.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，真空干燥温度为50～70℃，干燥时间为20～28
7.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，还包括：利用低温等离子体处理仪对得到的富羟基钴氧化物纳米片进行处理2～4min。
8.如权利要求7所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述低温等离子体处理仪的气氛为氧气或氢气，频率为30～50KHz，功率为400～600W，气氛的压强为70～90Pa。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的富羟基钴氧化物纳米片在铀分离中的应用，其特征在于，将富羟基钴氧化物纳米片作为工作电极加入含氟铀废水中，进行电催化反应，将反应后的富羟基钴氧化物纳米片放入洗脱液中，搅拌、洗涤，再次循环使用。
10.如权利要求9所述的一种富羟基钴氧化物纳米片在铀分离中的应用，其特征在于，所述洗脱液为0.1mol/L的HCl溶液或0.1mol/L的NaHCO3溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，co(no3)2·6h2o、c19h42brn和去离子水的质量体积比为0.291g:1.5～2g:40～60ml；nabh4和co(no3)2·6h2o的质量比为0.05～0.15:0.291。
3.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，磁力搅拌器的转速为100～300r/min。
4.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，离心转速为7000～9000r/min，离心时间为4～6min。
5.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，无水乙醇和去离子水的洗涤次数为3～5次。
6.如权利要求1所述的一种铀分离的富羟基钴氧化物纳米片...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，竹文坤，周莉，廉杰，李秋洋，邵钰文，伍港，
申请(专利权)人：西南科大四川天府新区创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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