[發明專利]一種生物質基自崩解型放射性污染去污劑的制備及使用方法

有效

• 申請號: 201410418043.1
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104178027A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 林曉艷;陳云霞;陳帥;羅學剛
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C09D197/00
• 分類號: C09D197/00;C09D105/08;C08H7/00;B05D7/24
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 周慶佳

技術領域

本發明屬于放射性污染去污領域及生物質資源利用領域，尤其涉及一種生物質基自崩解型去污劑的制備方法及其對材料表面放射性污漬的去除。

背景技術

目前,國內外學者已開發多種核設施去污技術。其中可剝離膜去污是上世紀80年代隨核設施退役而發展起來的一種新型去污技術。可剝離膜劑是一種涂到設備表面干燥后可在設備表面形成一層可剝離薄膜。這種去污劑通過附著力和粘力在成膜過程中將物體表面的松散污染物或某些表面的半固態污染物富集在膜上,從而達到去污的目的。或不將膜剝離,而讓膜覆蓋在表面將表面污染物暫時封閉或使膜外的污染物不能透過膜污染設備。與其它清洗方法相比，可剝離膜去污具有投入成本低、去污效果好、不產生交叉污染、二次廢物量少、設備簡單,操作方便,適用范圍廣等特點；對退役設備,防止在解體過程中放射性擴散,以及可反復更換新膜使設備不受污染等具有獨特的優點。但在實際應用中,去污劑干燥成膜后需要手動剝離，耗時較長，對工作人員輻射傷害機會較大。

此外，常見的可剝離涂料有聚氨酯類、聚苯乙烯類、聚乙烯醇類、有機硅類、聚丁基二烯類、氯醋樹脂、丙烯酸樹脂及其共聚物、乙基纖維素、聚乙烯-醋酸乙烯以及有機硅類等合成高分子材料。其原料多為日益緊缺的石油、天然氣等不可再生的石化資源，使用后產生的不可自然分解的大量廢棄物變成新的污染源,造成第二次污染。

針對以上現有技術的缺陷，若能利用資源豐富、可再生的生物質原料制備一種生物質基自崩解型放射性污染去污劑是目前亟需要解決的技術問題，使其制備的去污劑被涂到受放射性污染的表面后，能形成一層去污膜，去污后，自行崩解成碎片并從表面自由脫落下來，避免在去污過程中需要手動剝離去污膜的缺點；同時，生物質原料因具有資源豐富、可再生、產品種類多樣性和環境友好等特點，成為替代化石基產品的最佳選擇，符合可持續發展的目標。

木質素磺酸鹽可以是從亞硫酸鹽法或硫酸鹽法煮漿造紙廢液中提取出來的,也可以通過木質素磺化制得。木質素磺酸鹽是造紙工業最主要的副產物之一，僅我國每年就有數百萬噸木質素磺酸鹽產生，目前只有很少的一部分得到利用，因此，積極開發木質素磺酸鹽產品，不斷拓寬其應用范圍，既有利于環保，也有利于資源的利用。木質素磺酸鹽,無毒,可生物降解,價格低廉。分子中含有大量的酚羥基、醇羥基、磺酸基及少量羰基，其中的氧原子和硫原子上都存在未共用電子對，能與金屬離子形成配位鍵，產生螯合作用，生成木質素磺酸鹽的金屬螯合物，因此，是一種潛在的優良的放射性核素去除的去污材料，已有其應用于重金屬廢水及放射性廢水處理等領域的研究報道。

對成膜材料的研究表明，僅從分子形狀方面考慮，一般帶有長支鏈或具有規則結構的長鏈分子具有良好的成膜性。木質素磺酸鹽結構復雜不規整，成膜性能差，所以要選擇一種成膜性好的物質同木質素磺酸鹽結合使其成膜。殼聚糖是甲殼素脫乙酰度55％以上的產物，化學名稱：(1,4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖，是線型高分子多糖，分子鏈上有羥基和氨基，具有很好的成膜性。殼聚糖在C2上有一個氨基或乙酰氨基，C3上有一個羥基，它們都是平伏鍵，使得殼聚糖對具有一定半徑的離子有螯合作用，可與其形成穩定的螯合物。因此，具有吸附、固定放射性核素的能力。此外，殼聚糖是一種良好的膜材料，而木質素磺酸鹽本身不能成膜，殼聚糖的引入可以改善木質素磺酸鹽成膜性。通過調節兩者比例，可以改變膜崩解情況。

發明內容

基于上述分析，本發明利用資源豐富、可再生的殼聚糖、木質素磺酸鹽生物質原料制備出了一種生物質基自崩解型放射性污染去污劑。該去污劑被涂到受放射性污染的表面后，能形成一層去污膜，去污后，自行崩解成碎片并從表面自由脫落下來，避免了在去污過程中需要手動剝離去污膜的缺點；同時，其去污后所產生的固體廢物量少，是一種環境友好型的去污劑，具有較大的推廣價值。

本發明提供的技術方案為：

一種生物質基自崩解型放射性污染去污劑的制備方法，其包括以下步驟：

步驟a、以木質素磺酸鹽和甲醛為原料，并讓二者通過羥甲基化反應制得改性木質素磺酸鹽，然后將3～7重量份的改性木質素磺酸鹽溶解在體積百分濃度為20％～80％的有機溶劑水溶液中制得質量體積百分濃度為3％～7％的改性木質素磺酸鹽溶液；

步驟b、在40～60℃下，伴隨加熱攪拌將0.7～1.4重量份的殼聚糖溶解在質量百分濃度為1％～5％的稀酸中制得質量百分濃度為2％～4％的殼聚糖溶液；