【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸附材料，具体涉及2-巯基苯并咪唑功能化bi/mg氧化物及制备方法和应用。
技术介绍
1、核紧急情况会释放出大量高挥发性放射性核素(85kr、133xe、132te、137cs和131i、132i、133i)和大量挥发性较低的放射性核素，这些放射性核素主要以热粒子的形式存在。释放的放射性粒子不仅聚集在核紧急情况附近，还极易传播至远离活动或事故地点的地区，进而对各种生物体的健康造成诸多不利影响。放射性碘一旦释放到大气中，其各种放射性同位素，如短寿命的131i(t1/2＝8.04天)和长寿命的129i(t1/2＝1.57×107年)，将会传播到很远的距离，并在大气中积聚，被吸入后会对人体造成直接伤害，或以沉降物沉积在土壤中，通过生物积累对健康构成威胁。此外，由于清洁核能生产资源不足，工厂不得不使用从乏核燃料中回收的铀-235，这在很大程度上导致放射性碘，特别是长寿命的129i释放到环境中，造成严重危害。考虑到这些不可避免的活动会向环境释放大量放射性碘，亟待提供有效举措以减少放射性核素对公众健康的危害。
2、近年来，多种方法被用于从核电厂废气流中捕获放射性碘同位素，例如湿法洗涤法和干法，这些方法多是为了提高吸附性能而将各种吸附材料进行简单组合，未有全方位考虑碘吸附的环境复杂性，因此常导致碘捕获效果不理想或成本较高。尽管如此，使用固体吸附剂的干法仍为寻找各种类型的材料提供了有效捕获放射性碘的可能性，如多孔无机物家族中的几种材料(s.liu，s.kang，h.wang，g.wang，h.zhao，w.cai，na
3、尽管金属氧化物用于碘捕获具有诸多优点，但迄今为止仍未有开发出性能更优异的用于碘吸附的金属氧化物，其原因是这类复合材料通常具有较小的表面积和较小的孔体积。因此，以金属氧化物为基础制备具有更大比表面积和内部孔隙的复合材料，对于制造出具有高碘捕获性能和高热稳定性的材料具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题，本专利技术通过将金属氧化物进行特定的有机分子官能化，制造具有不同价态(二价和三价)的金属离子的混合金属氧化物来增加氧空位而提高孔隙，使得材料对碘具有高亲和力的特征，从而得到碘捕获性能优异且具有高热稳定性的材料。
2、本专利技术的第一目的在于提供一种bi/mg混合氧化物及制备方法。该方法制备的bi/mg混合氧化物具有突出的高热稳定性，因此可以在高温下捕获碘，从而解决现有技术中热稳定性低的问题。
3、本专利技术的第二目的在于提供一种将上述bi/mg混合氧化物与2-巯基苯并咪唑反应得到的功能化金属氧化物及制备方法。该方法解决了现有技术中金属氧化物和功能化金属氧化物低碘捕获的技术问题。本方法可在75℃-150℃下实现超快和超高碘捕获。
4、本专利技术的第三个目的是提供所述材料在碘捕获中的实际应用。本专利技术解决了现有技术在高温下碘捕获能力低的问题。
5、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
6、本专利技术提供一种2-巯基苯并咪唑功能化bi/mg氧化物的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)将铋盐和镁盐溶于水中混合均匀得到混合液a；在搅拌下，将naoh水溶液滴加至所述混合液a中，而后立即加入乙二醇，得到均匀的混合液b；将混合液b于70-90℃下搅拌预热，而后于120-140℃下进行水热反应；将反应得到的产物离心、去离子水洗涤、干燥，再于400-500℃煅烧，得到bi/mg氧化物；
8、(2)将步骤(1)所述bi/mg氧化物加入水中，得到悬浮液c，将2-巯基苯并咪唑溶于乙醇中，得到溶液d；将悬浮液c和溶液d混合均匀得到黄色混合液e；将所述混合液e于120-140℃下进行溶剂热反应；将反应得到的产物离心、去离子水洗涤、干燥，得到2-巯基苯并咪唑功能化bi/mg氧化物(bimgo-2mbd)。
9、优选的，步骤(1)中所述铋盐为bi(no3)3·5h2o或bicl3·5h2o；所述镁盐为mg(no3)2·6h2o或mgcl2·6h2o。
10、优选的，步骤(1)所述铋盐浓度为0.1mol/l。
11、进一步优选的，步骤(1)所述混合液a中，定义x＝[bi3+]/[bi3+]+[mg2+]；0.25≤x≤0.6。
12、优选的，步骤(1)所述naoh的用量：n(naoh)＝3n(bi3+)+2n(mg2+)。
13、优选的，步骤(1)所述混合液a与乙二醇的体积比为(2～4):1。
14、优选的，步骤(1)所述混合液b超声处理10-30min后进行预热，预热搅拌10-30min后进行水热反应。
15、优选的，步骤(1)所述水热反应时间为7～10h。
16、优选的，步骤(1)所述煅烧：以5-10℃/min的升温速率由室温升温至400-500℃进行煅烧，煅烧1-2h。
17、优选的，步骤(1)所述干燥为在60-80℃烘箱中干燥24-48h。
18、优选的，步骤(2)中所述bi/mg氧化物与2-巯基苯并咪唑的质量比为(0.5-1):1。
19、优选的，步骤(2)中所述溶液d中的乙醇和悬浮液c中水的体积比为0.5:1。
20、优选的，步骤(2)中混合液e超声处理10min后进行溶剂热反应。
21、优选的，步骤(2)所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铋盐和镁盐溶于水中混合均匀得到混合液A；在搅拌下，将NaOH水溶液滴加至所述混合液A中，而后立即加入乙二醇，得到均匀的混合液B；将混合液B于70-90℃下搅拌预热，而后于120-140℃下进行水热反应；将反应得到的产物离心、去离子水洗涤、干燥，再于400-500℃煅烧，得到Bi/Mg氧化物；(2)将步骤(1)所述Bi/Mg氧化物加入水中，得到悬浮液C，将2-巯基苯并咪唑溶于乙醇中，得到溶液D；将悬浮液C和溶液D混合均匀得到黄色混合液E；将所述混合液E于120-140℃下进行溶剂热反应；将反应得到的产物离心、去离子水洗涤、干燥，得到2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物。
2.根据权利要求1所述的2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述铋盐为Bi(NO3)3·5H2O或BiCl3·5H2O；所述镁盐为Mg(NO3)2·6H2O或MgCl2·6H2O；优选的，步骤(1)所述铋盐浓度为0.1mol/L。
3.根据权利要求1所述的2-巯基苯
4.根据权利要求1所述的2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述NaOH的用量：n(NaOH)＝3n(Bi3+)+2n(Mg2+)。
5.根据权利要求1所述的一种2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合液A与乙二醇的体积比为(2～4):1。
6.根据权利要求1所述的一种2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合液B超声处理10-30min后进行预热，预热搅拌10-30min后进行水热反应；
7.根据权利要求1所述的一种2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述Bi/Mg氧化物与2-巯基苯并咪唑的质量比为(0.5-1):1；优选的，步骤(2)溶液D中所述乙醇和悬浮液C中水的体积比为0.5:1；优选的，步骤(2)中混合液E超声处理10min后进行溶剂热反应；优选的，步骤(2)所述反应的时间为7-10h；优选的，步骤(2)所述干燥为在60-80℃下在烘箱中干燥24-48h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物。
9.根据权利要求8所述的2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物在碘捕获中的应用。
10.根据权利要求9所述的2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物在碘捕获中的应用，其特征在于，2-巯基苯并咪唑功能化Bi/Mg氧化物吸附剂和碘的质量比为(0.3-0.5):(3-6)；优选的，碘捕获时的吸附温度为75℃-200℃，所述碘捕获的时间为1h至26h。
...【技术特征摘要】
1.2-巯基苯并咪唑功能化bi/mg氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铋盐和镁盐溶于水中混合均匀得到混合液a；在搅拌下，将naoh水溶液滴加至所述混合液a中，而后立即加入乙二醇，得到均匀的混合液b；将混合液b于70-90℃下搅拌预热，而后于120-140℃下进行水热反应；将反应得到的产物离心、去离子水洗涤、干燥，再于400-500℃煅烧，得到bi/mg氧化物；(2)将步骤(1)所述bi/mg氧化物加入水中，得到悬浮液c，将2-巯基苯并咪唑溶于乙醇中，得到溶液d；将悬浮液c和溶液d混合均匀得到黄色混合液e；将所述混合液e于120-140℃下进行溶剂热反应；将反应得到的产物离心、去离子水洗涤、干燥，得到2-巯基苯并咪唑功能化bi/mg氧化物。
2.根据权利要求1所述的2-巯基苯并咪唑功能化bi/mg氧化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述铋盐为bi(no3)3·5h2o或bicl3·5h2o；所述镁盐为mg(no3)2·6h2o或mgcl2·6h2o；优选的，步骤(1)所述铋盐浓度为0.1mol/l。
3.根据权利要求1所述的2-巯基苯并咪唑功能化bi/mg氧化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合液a中，定义x＝[bi3+]/[bi3+]+[mg2+]；0.25≤x≤0.6。
4.根据权利要求1所述的2-巯基苯并咪唑功能化bi/mg氧化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述naoh的用量：n(naoh)＝3n(b...
【专利技术属性】
技术研发人员：张东翔，沐海，张子磊，李大刚，徐熙焱，张旭，谭昊存，杨乐，张凤麒，檀润超，后金正，李金英，
申请(专利权)人：深圳北理莫斯科大学，
类型：发明
国别省市：
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