[發明專利]負載碘的納米孔材料和負載碘的方法

在審

• 申請號: 201510980768.4
• 申請日: 2015-12-24
• 公開（公告）號: CN105561918A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 龍英才;林德昌;蔡國君;畢宏達
• 申請（專利權）人: 啟東復榆新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/28;C02F1/28;B01D53/02;B01D15/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種負載碘的納米孔材料及負載碘的方 法。

背景技術

碘是一種用途廣泛的元素，在醫藥、照相、橡膠、染料、氣象等許多領域都具有廣泛 的用途。其中，與人民日常生活關系最密切的有加碘鹽，醫藥、衛生的消毒劑、殺菌劑、殺蟲 劑和脫臭劑，感光材料等。在許多重要的有機合成反應中碘是不可缺少的催化劑和穩定劑， 在合成纖維、染料、合成橡膠、人造革等生產過程中起重要作用。碘也是人體的必需微量元 素之一，參與新陳代謝的許多方面。

碘是以一種高分散元素，大量的碘存在于海洋中，但濃度低至每升海水平均僅含 碘0.06mg。碘主要從海藻灰和某些地區的深井鹵水中提取。原子能反應堆中核燃料鈾元素 的裂變產生大量的放射性碘¹²⁹，與放射性鍶、鋇等重元素共存于廢水廢氣中，嚴重污染環 境。但同位素碘又是醫療中有用的元素。在反應堆的廢棄核燃料處理工廠中要設法富集和 回收。廢水廢氣中無法回收的放射性碘與其它放射性重金屬要設法用吸附方法除去、固封 后深埋在地底。

元素碘的上述用途、提取、危害、去除等涉及到二種不同類型的負載（即吸附）碘的 材料。第一類是用于反應堆廢水廢氣的放射性污染元素的去除。它要求碘的負載量大，且不 易解吸脫附，以便進一步固化處理永久封存于地底。中國專利CN201310326820.5報道用 13X,5A,Y,BEA等沸石載銀脫除反應堆的放射性碘；材料導報2012年11月第26卷專輯20報 道Ag、Cd、Cu、Pb、K、Hg、Zn、Mn、Co、Ni等金屬改性的NaX、NaA沸石、絲光沸石等含金屬及改性 的沸石對空氣或水蒸氣中的放射性碘有很好的吸附作用、去污系數達到103～104，特別是 含銀量為15.2％的絲光沸石對元素碘的飽和吸附容量可達196．6mg／g。這種用于去除污染 的載銀沸石，成本很高。

第二類要求負載的碘易于釋放，用于藥用消毒劑、殺菌劑、殺蟲劑、醫用放射性碘 源、以及催化劑。負載的碘緩慢釋放可以提高使用功效、延長使用壽命、并降低其對人體或 催化反應的不良作用；提取和富集碘過程所用的該類材料，也要求被吸附的碘易于解吸脫 附以便回收。中國專利CN102167390A報道負載碘的水滑石可緩釋碘、緩慢生成單質碘釋放 到溶液體系中，為有機化學反應源源不斷提供催化劑所需的單質碘。CN104447588A報道一 種有效催化苯甲醛硅氰化反應新型負載碘催化劑Ni-MOF-3。MOF是一種有機-無機雜化骨架 型類沸石材料。

顯然，上述這二類負載碘的材料都是微孔材料，但應用目的和發揮的功能不盡相 同。本發明提出一種符合第二類應用要求的碘負載材料及其負載碘的方法。該材料是高硅 沸石分子篩、微孔磷酸鋁（ALPO）或微孔硅磷酸鋁（SAPO）分子篩，其結構孔徑大于0.3納米。 負載碘的方法可以是從碘蒸汽相吸附，或是從含碘的KI水溶液中吸附，也可以從含碘的有 機溶劑溶液中吸附。

單質碘I₂分子的尺寸約0.27X0.68nm，可以被吸附進入上述發明所涉及的高硅 沸石分子篩以及ALPO或SAPO分子篩的孔道中被負載。因高硅沸石分子篩以及ALPO或SAPO分 子篩的結構中缺少強電性的陽離子，骨架呈現一定的疏水性質。被負載在孔道中的碘與骨 架的作用較弱，仍然保持單分子或分子簇狀態，在一定條件下容易脫附或緩慢釋放。該類負 載材料結構穩定，可以反復使用，非常適合用作為符合第二類碘應用要求的負載材料。負載 了碘的這類材料可廣泛應用于藥用消毒劑、殺菌劑、殺蟲劑、醫用放射性碘源、以及有機反 應催化劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種性能優異、結構穩定的負載碘的納米孔材料及負載碘 的方法。

本發明提供的負載碘的納米孔材料，其載體材料為高硅沸石分子篩、微孔磷酸鋁 （ALPO）或微孔硅磷酸鋁（SAPO）分子篩；納米孔的孔徑大于0.3納米。每克載體材料碘的負載 量為30-450毫克。