[發明專利]有機胺類碘離子吸附劑、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201310014484.0
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103071456A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 張慧芳;郭敏;葉秀深;劉海寧;李權;吳志堅
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武

【技術領域】

本發明涉及化學化工物質分離技術領域，具體涉及一種碘離子吸附劑、其制備方法及應用。

【背景技術】

核反應堆產生的放射性碘若未得到合理處理，或是因核泄漏事故會進入環境，如海洋、河流、地下水等，并最終通過各種循環系統在人體中積累，進入甲狀腺而致癌變；碘甲烷助催化甲醇低壓羰基法合成的醋酸中不可避免地含有碘化物，這會使以醋酸作為原料合成醋酸乙烯酯反應中所用的金屬催化劑中毒失活，降低反應產率；此外，在全鹵水制堿工業中，碘化物電解時會以高碘酸鹽的形式沉積在離子膜上，導致電流效率減低、離子膜壽命縮短、產量下降。

因此，從核廢料中去除放射性碘污染，以及從醋酸、鹵水等含碘物中去除碘素成為人們關注的熱點。

中國專利CN200710306055.5中提供了從核反應堆提取放射性碘的工藝，采用三氧化二鋁或水與氧化鋯吸附，并用氨水或者氫氧化鈉解吸；美國專利US4615806提出采用具有磺酸基團的大網絡強酸性陽離子交換樹脂吸附銀離子或者汞離子后，清除醋酸中的碘化物，此類樹脂主要有Rohm&Haas公司的Amberlyst?15。

然而，采用三氧化二鋁或水和氧化鋯吸附放射性碘，吸附劑的選擇性不高；采用離子交換樹脂Amberlyst?15吸附碘時，由于銀離子或汞離子會從載銀樹脂中瀝出，工藝還需要除銀或汞。

另一方面，碘是一種非常重要的化工資源，廣泛應用于食品、醫藥、農業、感光材料、冶金、軍事等領域。我國的碘需求量為3000-4000t/a,且年增長率達20%，但年產量僅為300t，自給率僅為14.2%。碘主要儲藏于藻類植物、油氣田鹵水、鹽湖鹵水、巖石礦物以及海水中。

目前，我國主要以藻類植物、磷礦、鹵水等為原料采用離子交換法或空氣吹出法提碘。離子交換法的工藝是：將海藻植物浸出液用鹽酸或硫酸酸化、次氯酸鈉氧化成分子碘后，再用樹脂吸附，吸附后用亞硫酸鈉將碘還原為碘離子洗下來。空氣吹出法的工藝是：將含碘水溶液用鹽酸或硫酸酸化、次氯酸鈉氧化成分子碘后，向含碘溶液中鼓入熱空氣，使碘分子隨水蒸氣蒸出后用堿液吸收。

然而，離子交換法和空氣吹出法工藝中的酸化、氧化工序會改變含碘體系的組分，尤其是空氣吹出法對碘源的品位要求較高，這兩種工藝均不太適合碘品位較低且組成復雜的鹵水體系。所以，目前國內碘的生產主要以海藻和磷礦為原料，而鹵水碘資源尚未得到充分開發和利用。

【發明內容】

本發明要解決的技術問題是現有碘吸附劑選擇性差、工藝復雜、對碘源品位要求高的缺點。

本發明的技術方案一方面涉及一種有機胺類碘離子吸附劑的制備方法，包括以下步驟：將二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、油溶性有機胺、水混合，以形成凝膠液，其中二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺：油溶性有機胺：水的體積比可以為1：0.1-10：0.2-10；以及將所得凝膠液陳化、水洗、干燥，得到凝膠塊狀的有機胺類碘離子吸附劑。

一些實施方案中，所述制備方法還可以包括研磨所述凝膠塊狀的有機胺類碘離子吸附劑，以形成粉末狀的有機胺類碘離子吸附劑。

一些實施方案中，所述油溶性有機胺可以為N235、三辛胺、氯化甲基三胺、N1923、1-庚基辛胺、二(4-甲基-2-丙基戊基)胺、N,N-二甲基庚基乙酰胺、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,-十甲基癸胺、1-(3-乙基戊基)-4-乙基辛胺、二(1-異丁基-3,5-二甲基己基)胺，或它們的任意混合物。

一些實施方案中，所述混合的時間可以為0.5-5分鐘。

一些實施方案中，所述陳化的時間可以為2-24小時。

一些實施方案中，所述干燥可以在40-90℃進行3-12小時。

本發明另一方面提供根據本發明的制備方法得到的有機胺類碘離子吸附劑。

一些實施方案中，所述有機胺類碘離子吸附劑可以為凝膠塊狀、顆粒狀或粉末狀。

本發明再一方面提供該有機胺類碘離子吸附劑用于碘離子去除和碘離子提取的方法，包括將所述有機胺類碘離子吸附劑置于酸性含碘溶液中進行吸附。

一些實施方案中，所述方法還可以包括再生有機胺類碘離子吸附劑的步驟：用弱堿性水溶液洗脫吸附了碘離子的有機胺類碘離子吸附劑；以及用水洗滌至中性，以得到再生的有機胺類碘離子吸附劑。

一些實施方案中，所述弱堿性水溶液可以為0.005-0.05mol/L的Na₂CO₃或K₂CO₃水溶液。