【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能薄膜，具体涉及一种用于吸附铀的聚丙烯腈基复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着全球能源需求的逐渐增加、化石燃料储量的迅速减少以及生态环境的逐步恶化，能源结构发生调整，发展可再生资源成为能源发展的必然趋势。核能作为清洁能源被认为是化石能源的最佳替代品之一，在消耗少量核燃料的情况下即可提供大量电力，并且不释放温室气体。但是，核技术在发展和应用过程中会带来大量的放射性废物，一旦这些核废物发生意外泄漏，不可避免地会对环境和人类健康造成不可估量的危害，并对核能的可持续发展产生阻碍。其中，铀是带有强放射性和化学毒性的锕系元素，是核废水中的主要成分之一，因此迫切需要一种行之有效的对铀污染进行治理的可行性方法。
2、吸附作为一种高效的物理化学处理技术，被广泛应用于含铀废水的回收处理，其中含有偕胺肟官能团的改性材料在铀吸附领域备受关注。偕胺肟官能团同时含有氨基和肟基，易于与重金属离子络合，对铀酰具有较好的吸附性能和优秀的吸附选择性。然而在实际应用中，偕胺肟改性材料仍然存在一些问题，如：（1）偕胺肟官能团的实际利用率较低，吸附容量不高；（2）吸附速率低；（3）材料难以回收利用；（4）材料机械性能差；（5）批量生产困难，生产成本较高，无法实现铀酰的高效吸附。
3、因此，针对目前铀高效吸附困难的问题，亟需开发一种对铀吸附量大、吸附速率高、机械性能高的吸铀材料。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的不足，尤其是现有吸铀材料吸附量小、吸附速率低、机械性
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
3、一种用于吸附铀的聚丙烯腈基复合薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
4、（1）铸膜液的配制：将聚丙烯腈溶解于二甲基亚砜溶剂中得到混合物a；将盐酸羟胺溶解于氨水中，并调节溶液至中性获得混合物b；将混合物a和混合物b混合，完全反应获得偕胺肟聚丙烯腈溶液；在偕胺肟聚丙烯腈溶液中再次加入聚丙烯腈-二甲基亚砜混合溶液，搅拌均匀获得铸膜液；
5、（2）薄膜的制备：将铸膜液均匀刮涂在玻璃基底上，然后在水中浸泡成型，经脱模、洗涤、干燥得到聚丙烯腈/偕胺肟聚丙烯腈复合薄膜；
6、（3）薄膜的碱处理：将聚丙烯腈/偕胺肟聚丙烯腈复合薄膜进行热碱处理获得用于吸附铀的聚丙烯腈基复合薄膜。
7、本专利技术利用未改性的聚丙烯腈（pan）和改性后的偕胺肟聚丙烯腈（pao）获得性能稳定的聚丙烯腈/偕胺肟聚丙烯腈复合薄膜（pan/pao），偕胺肟官能团可以起到铀吸附的作用，而聚丙烯腈增强了复合薄膜的机械强度，并且经过热碱处理，显著改善了薄膜的吸附容量和吸附速率，可以很好的去除铀废液中铀酰。
8、优选的，所述聚丙烯腈分子量为60000，所述混合物a与混合物b混合比例为聚丙烯腈：盐酸羟胺摩尔比为(6:4)-(1:9)。
9、优选的，所述步骤（1）中反应时间为3-8天，所述偕胺肟聚丙烯腈溶液质量分数为5%-12%。
10、优选的，所述聚丙烯腈-二甲基亚砜混合溶液质量分数为21-25%，所述偕胺肟聚丙烯腈溶液与第二次加入的聚丙烯腈-二甲基亚砜混合溶液质量比为(6:4)-(1:9)。
11、优选的，所述步骤（1）中搅拌温度为40-70℃，搅拌时间为8-16h。
12、优选的，所述步骤（2）中浸泡成型时间为5-30min。
13、优选的，所述步骤（3）中使用浓度为0.1wt%-2wt%的氢氧化钠溶液进行热碱处理，处理温度为45-85℃，处理时间为10-90min。进一步优选的，氢氧化钠溶液浓度为1wt%，热碱处理温度为85℃，热碱处理时间为80min。
14、本专利技术还提供了一种根据上述方法制备得到的用于吸附铀的聚丙烯腈基复合薄膜。所述薄膜厚度为0.1-0.75mm。在一些实施例中，该薄膜在室温条件下，120min内可以吸附溶液中近70%的铀酰，经过480min达到吸附平衡，吸附率近100%时（即吸附率达到饱和）吸附容量可达655mg/g。
15、本专利技术与现有技术相比，有益效果如下：
16、（1）本专利技术制备工艺简单，成膜速度快，容易批量生产，解决了目前吸铀材料合成工艺复杂、制备成本高的问题。
17、（2）本专利技术复合薄膜机械性能高、亲水性好，在溶液中可保持完整状态，便于多次重复利用，并且相比同类吸铀材料，本专利技术的复合薄膜具有高吸附容量、吸附速率快，短时间内即可吸附一半以上的铀酰，吸附率近100%时（即吸附率达到饱和）吸附容量最高可达655mg/g。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于吸附铀的聚丙烯腈基复合薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈分子量为60000，混合物A与混合物B混合比例为聚丙烯腈：盐酸羟胺摩尔比为(6:4)-(1:9)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中反应时间为3-8天，所述偕胺肟聚丙烯腈溶液质量分数为5%-12%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈-二甲基亚砜混合溶液质量分数为21%-25%，所述偕胺肟聚丙烯腈溶液与第二次加入的聚丙烯腈-二甲基亚砜混合溶液质量比为(6:4)-(1:9)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中搅拌温度为40-70℃，搅拌时间为8-16h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中浸泡成型时间为5-30min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中使用浓度为0.1wt%-2wt%的氢氧化钠溶液进行热碱处理，处理温度为45-85℃
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液浓度为1wt%，热碱处理温度为85℃，热碱处理时间为80min。
9.根据权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到的用于吸附铀的聚丙烯腈基复合薄膜，其特征在于，所述薄膜厚度为0.1-0.75mm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于吸附铀的聚丙烯腈基复合薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈分子量为60000，混合物a与混合物b混合比例为聚丙烯腈：盐酸羟胺摩尔比为(6:4)-(1:9)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中反应时间为3-8天，所述偕胺肟聚丙烯腈溶液质量分数为5%-12%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈-二甲基亚砜混合溶液质量分数为21%-25%，所述偕胺肟聚丙烯腈溶液与第二次加入的聚丙烯腈-二甲基亚砜混合溶液质量比为(6:4)-(1:9)。
5.根据权利要求1所述的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛云，桂云阳，韩静茹，马福秋，颜永得，文志东，于多，
申请(专利权)人：烟台哈尔滨工程大学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。