【技术实现步骤摘要】
本申请涉及同位素分离的，特别是涉及一种亚氨基二乙酸树脂及其制备方法和锌同位素的分离方法。
技术介绍
1、压水堆核电站运行过程中，由于司太立等钴基合金的腐蚀、活化和沉积作用，会在一回路产生长寿命、高辐射的60co，从而导致一回路剂量率显著增加。一回路注锌技术具有良好的60co去除效果，大量应用于压水堆核电站。
2、天然锌主要含有5种不同丰度的同位素，分别为64zn（48.6%）、66zn（27.9%）、67zn（4.1%）、68zn（18.8%）和70zn（0.6%）。其中，质量数为66~70的锌同位素称为重锌同位素，质量数最小、丰度最高的64zn在中子照射后会反应生成65zn并释放出高能γ射线。因此，以富集重锌同位素、缺乏64zn的贫化锌为注锌药剂，有利于降低一回路辐射场剂量率。
3、贫化锌的制备方法主要有气体离心法和化学分离法，其中，气体离心法利用了气态锌化合物二乙基锌，是目前唯一成熟并实现规模化生产的锌同位素分离技术，但该方法投资规模巨大、能耗高、分离效率低、价格昂贵，难以满足压水堆核电站日益增加的贫化锌需要量。化学分离法利用吸附树脂实现锌同位素的分离，具有能耗低、经济性高、清洁环保的特点。但是，传统的吸附树脂对锌离子的吸附容量低，导致锌同位素的分离效果不佳。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种亚氨基二乙酸树脂及其制备方法和锌同位素的分离方法，以克服传统的吸附树脂对锌离子的吸附容量低，导致锌同位素的分离效果不佳的问题。
2、本申请的上述
3、本申请第一方面，提供一种亚氨基二乙酸树脂，具有如通式（ⅰ）所示的结构：
4、（ⅰ）；
5、其中，n和m各自独立地为正整数；
6、r选自h、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基和取代或未取代的芳基中的一种。
7、在其中一个实施例中，r选自h或甲基。
8、在其中一个实施例中，所述亚氨基二乙酸树脂的粒径为210μm~270μm。
9、在其中一个实施例中，所述亚氨基二乙酸树脂的孔隙率为32%~38%。
10、在其中一个实施例中，所述亚氨基二乙酸树脂对锌离子的吸附容量≥40mg/g。
11、本申请第二方面，提供一种亚氨基二乙酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
12、混合含有共聚单体和阻聚剂的a溶液以及聚苯乙烯，进行辐射诱导接枝共聚反应，制备共聚中间体；
13、混合含有亚氨基二乙酸的b溶液以及所述共聚中间体，进行开环加成反应，制备所述亚氨基二乙酸树脂；
14、其中，所述共聚单体具有如通式（ⅱ）所示的结构：
15、（ⅱ）；
16、r选自h、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基和取代或未取代的芳基中的一种。
17、在其中一个实施例中，所述共聚单体选自丙烯酸环氧丙酯和甲基丙烯酸环氧丙酯中的一种或多种。
18、在其中一个实施例中，所述聚苯乙烯和所述共聚单体的质量比为1：（2~30）。
19、在其中一个实施例中，所述共聚单体在所述a溶液中的质量占比为1%~15%。
20、在其中一个实施例中，所述阻聚剂在所述a溶液中的质量占比为0.01%~0.1%。
21、在其中一个实施例中，所述阻聚剂包括铜盐和铁盐中的一种或多种。
22、在其中一个实施例中，所述聚苯乙烯的粒径为58目~72目。
23、在其中一个实施例中，所述辐射诱导接枝共聚反应的总吸收剂量为5kgy~10kgy。
24、在其中一个实施例中，所述辐射诱导接枝共聚反应的吸收剂量率为0.5kgy/h~1kgy/h。
25、在其中一个实施例中，所述辐射诱导接枝共聚反应的反应气氛包括惰性气体。
26、在其中一个实施例中，所述共聚中间体的接枝率为8.6%~142.4%。
27、在其中一个实施例中，所述共聚中间体和所述亚氨基二乙酸的质量比为1：（10~25）。
28、在其中一个实施例中，所述亚氨基二乙酸在所述b溶液中的质量占比为30%~50%。
29、在其中一个实施例中，所述开环加成反应的反应温度为80℃~130℃。
30、在其中一个实施例中，所述开环加成反应的反应气氛包括惰性气体。
31、在其中一个实施例中，所述a溶液的制备方法包括以下步骤：
32、混合所述共聚单体、所述阻聚剂和第一溶剂，并进行脱氧处理，制备所述a溶液。
33、在其中一个实施例中，在进行辐射诱导接枝共聚反应之后以及在进行开环加成反应之后，各自独立地还包括纯化处理的步骤，且所述纯化处理包括浸泡处理、过滤处理、蒸馏处理、洗涤处理和干燥处理中的一种或多种。
34、本申请第三方面，提供一种锌同位素的分离方法，包括以下步骤：
35、提供若干个空白色谱柱，且所述空白色谱柱装填有如上所述的亚氨基二乙酸树脂，或如上所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法制得的亚氨基二乙酸树脂；
36、在第一个空白色谱柱中注入锌盐溶液，使其吸附锌离子至饱和并形成锌离子吸附带，制备饱和色谱柱；
37、使解吸液依次流经所述饱和色谱柱和剩余的空白色谱柱，进行解吸处理，制备富集重锌同位素的洗脱液。
38、在其中一个实施例中，所述锌盐溶液中的锌盐包括醋酸锌。
39、在其中一个实施例中，所述锌盐溶液的ph为5~5.1。
40、在其中一个实施例中，所述锌盐溶液中的锌盐的浓度为0.1mol/l~0.15mol/l。
41、在其中一个实施例中，所述解吸液中的解吸剂包括edta-nh4。
42、在其中一个实施例中，所述解吸液的ph为10~10.3。
43、在其中一个实施例中，所述解吸液的解吸剂的浓度为0.05mol/l~0.10mol/l。
44、在其中一个实施例中，所述解吸处理的流速为1.35ml/min~1.50ml/min。
45、在其中一个实施例中，在使解吸液依次流经所述饱和色谱柱和剩余的空白色谱柱之前，还包括以下步骤：
46、利用酸液对所述饱和色谱柱和剩余的所述空白色谱柱进行预平衡处理。
47、本申请具有以下有益效果：
48、本申请提供的亚氨基二乙酸树脂含有对锌离子具有良好螯合吸附能力的亚氨基二乙酸官能团，并且亚氨基二乙酸官能团是通过聚合度为m的聚乙烯侧链接枝到聚合度为n的聚苯乙烯主链上，因此亚氨基二乙酸官能团的接枝率非常高，从而有效地提升了对锌离子的吸附容量和锌同位素的分离效果。
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1.一种亚氨基二乙酸树脂，其特征在于，具有如通式（Ⅰ）所示的结构：
2.如权利要求1所述的亚氨基二乙酸树脂，其特征在于，R选自H或甲基。
3.如权利要求2所述的亚氨基二乙酸树脂，其特征在于，所述亚氨基二乙酸树脂满足以下条件中的一个或多个：
4.一种亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，所述共聚单体选自丙烯酸环氧丙酯和甲基丙烯酸环氧丙酯中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
7.如权利要求6所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，所述辐射诱导接枝共聚反应满足以下条件中的一个或多个：
8.如权利要求4所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
9.如权利要求4~8任一项所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，所述A溶液的制备方法包括以下步骤：
10.如权利要求4~8任一项所述的亚氨基二乙
11.一种锌同位素的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
12.如权利要求11所述的锌同位素的分离方法，其特征在于，所述锌盐溶液满足以下条件中的一个或多个：
13.如权利要求11所述的锌同位素的分离方法，其特征在于，所述解吸液满足以下条件中的一个或多个：
14.如权利要求11~13任一项所述的锌同位素的分离方法，其特征在于，在使解吸液依次流经所述饱和色谱柱和剩余的空白色谱柱之前，还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种亚氨基二乙酸树脂，其特征在于，具有如通式（ⅰ）所示的结构：
2.如权利要求1所述的亚氨基二乙酸树脂，其特征在于，r选自h或甲基。
3.如权利要求2所述的亚氨基二乙酸树脂，其特征在于，所述亚氨基二乙酸树脂满足以下条件中的一个或多个：
4.一种亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，所述共聚单体选自丙烯酸环氧丙酯和甲基丙烯酸环氧丙酯中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
7.如权利要求6所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，所述辐射诱导接枝共聚反应满足以下条件中的一个或多个：
8.如权利要求4所述的亚氨基二乙酸树脂的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
【专利技术属性】
技术研发人员：苏兴东，刘峰，詹杰，何烨，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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