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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化及核素分离领域,具体涉及一种用于分离锝或铼的光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锝-99主要产生于铀-235的热中子诱导裂变反应和地壳中238u的自发裂变反应,且半衰期较长(2.13×105年)。99tc也来自于医用同位素99mtc的衰变,其半衰期仅6.0h。高锝酸根(99tco4-)是99tc在水溶液中存在的最普遍形式,因其自身带负电荷,难以被环境中矿物及沉积物等吸附,易迁移,构成了潜在的生态环境威胁。由于水溶液中tco4-被还原为低溶解性的tco2·nh2o时,可通过过滤将其分离,因此还原分离可能成为废水中tc的处理途径。常见的还原剂为so32-,sn2+,fe2+和生物质,基本都在一次化学反应中被消耗殆尽,且不易重复利用。首先,fe(0)/fe(ii)作为还原剂配合使用时,是基于吸附-还原过程而固定了99tc/re。电化学方法涉及的有毒化学物质较多,而且在水溶液中存在的so42-会抑制re(vii)的还原。虽然γ辐射诱导反应通过水合电子能有效地还原/分离re(vii),但是其实验条件实际运用实际有困难。光化学诱导还原re(vii)(使用紫外光或激光照射6h以上)的去除率可达94.7%,但re(vii)的高摩尔吸收率限制了其处理的浓度水平。
2、基于半导体的非均相光催化反应,且应用于重金属离子的还原去除研究已经相继报道,例如cu2+、hg2+、ag+、u(vi)和cr(vi)。多数的光催化材料由于其化学惰性和生物相容性,被认为是环境友好型材料。其中,二氧化钛(tio2)具有耐光腐蚀、无
3、目前已报道的研究中,可用于还原分离tco4-/reo4-的光催化材料,基本都在放射性高酸性水溶液中的活性较差,尤其在大量竞争性离子存在的条件下,无法实现对tco4-/reo4-的高效选择性分离,因而限制了光催化应用于工业生产。
4、因此,设计一种光催化效率高、化学稳定性优异和环境友好低成本的光催化材料及其制备方法显得非常必要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有光催化剂(如p25)无法高效分离强酸性水溶液中铼或锝的技术问题,提供一种用于分离锝或铼的光催化剂及其制备方法和应用,该光催化剂能够利用模拟太阳光,在ph=1的强酸性溶液中,6小时内对铼的分离效率达到80%以上。
2、为解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案如下:一种用于分离锝或铼的光催化剂,所述光催化剂是多晶型二氧化钛异相结材料;所述光催化剂为粉末状,平均粒径约为300~500纳米,比表面积为130~240m2·g-1。
3、本专利技术同时提供了一种制备上述光催化剂的方法,包括以下步骤:
4、s1、按体积比1000:3:6的比例分别量取乙醇、水和浓氨水,混合后搅拌5分钟;
5、s2、在s1的混合溶液中,剧烈搅拌下逐滴加入相对乙醇体积的1/50~1/5的钛酸丁酯,而后继续搅拌6-8小时;然后将溶液中所得沉淀静置,乙醇、水交替洗涤2~3次,过滤;
6、s3、将过滤后的产物加入60毫升水,转移至含聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中,在100~200℃温度下水热反应20小时,反应结束后过滤,60℃下干燥24小时,即可制得多晶型二氧化钛异相结材料。
7、优选地,所述s1中浓氨水的浓度为28%。
8、本专利技术还提供了上述光催化剂在光催化分离铼或锝中的应用,将所述光催化剂置于含铼或锝的酸性溶液中,用模拟太阳光照射2~6h,实现溶液中铼或锝的分离。
9、本专利技术所具有的有益效果:本专利技术制备了一种多晶型二氧化钛异相结材料的光催化剂,该光催化剂的异相结界面可以形成内建电场,驱动光生载流子的迁移,减小载流子复合率,且其比表面面积大、反应位点多,从而有效提高了其光催化分离铼或锝的性能;因此,该光催化剂能够利用模拟太阳光,在ph=1的强酸性溶液中,实现对溶液中铼或锝的高效分离。
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1.一种用于分离锝或铼的光催化剂,其特征在于,所述光催化剂是多晶型二氧化钛异相结材料;所述光催化剂为粉末状,平均粒径约为300~500纳米,比表面积为130~240m2·g-1。
2.一种制备如权利要求1所述的光催化剂的方法,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述S1中浓氨水的浓度为28%。
4.如权利要求1所述的光催化剂在光催化分离铼或锝中的应用,其特征在于,将所述光催化剂置于含铼或锝的酸性溶液中,用模拟太阳光照射2~6h,实现溶液中铼或锝的分离。
【技术特征摘要】
1.一种用于分离锝或铼的光催化剂,其特征在于,所述光催化剂是多晶型二氧化钛异相结材料;所述光催化剂为粉末状,平均粒径约为300~500纳米,比表面积为130~240m2·g-1。
2.一种制备如权利要求1所述的光催化剂的方法,包括以下步骤:
【专利技术属性】
技术研发人员:邓浩,杨恒,江龙,陈艳艳,尹靖,马雪,李玉香,熊鹰,
申请(专利权)人:西南科技大学,
类型:发明
国别省市:
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