[發明專利]一種采用天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂處理去除鈾酰離子的方法

有效

• 申請號: 201610826432.7
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN107818832B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 唐雙凌;趙祎舒;陳斌
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G21F9/12
• 分類號: G21F9/12;G21F9/06;C02F1/28
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞;朱顯國

本發明公開了一種采用天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂處理去除鈾酰離子的方法，通過向含鈾的廢液中加入天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂吸附處理鈾酰離子。本發明利用改性修飾后的氨基螯合樹脂具有類似于多肽的酰胺結構，對溶液中的鈾酰離子具有特異性螯合作用，采用恒溫振蕩的方法吸附去除溶液中的鈾酰離子，具有高效、快速、便捷去除溶液中鈾酰離子的效果。本方法簡單可行，見效快，吸附效果好，適用于現場去除核燃料循環廢水中的鈾酰離子。

技術領域

本發明屬于環保檢測技術領域，涉及一種采用天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂處理去除鈾酰離子的方法。

背景技術

鈾礦開采、核燃料制造、乏燃料后處理和核廢物處理與處置等環節中，均會產生大量的含鈾廢水。含鈾廢水具有放射性，會對人體健康以及周邊環境造成影響，因此需對核燃料循環過程中產生的放射性核素鈾進行監測與處理。

實際的放射性廢水處理過程中，傳統的處理方法主要有化學沉淀法、離子交換法、膜分離法和吸附法等。吸附法是利用多孔性固體吸附劑將放射性廢水中含有的一種或數種元素吸附在吸附劑的表面，從而進行去除。吸附法與已有的固定化的技術相結合，可以凸顯其低成本、方便控制等優點，在工業中有廣闊的發展空間和應用前景。目前常見的螯合樹脂吸附去除鈾酰離子均有各自的局限性和不足，采用甲基丙烯酸縮水甘油酯螯合樹脂在吸附鈾酰離子時存在合成困難的缺點，且吸附容量不高(Ahmed M.Donia.Removal of uranium(VI)from aqueous solutions using glycidyl methacrylate chelatingresins.Hydrometallurgy)。利用改性殼聚糖樹脂作為鈾吸附劑時難以減容，且樹脂再生困難(Koji Oshita.Adsorption behavior of uranium(VI)and other ionic species oncross-linked chitosan resins modified with chelating moieties.Talanta)。因此，研究新型功能材料用于鈾的分離富集具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種采用天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂處理去除鈾酰離子的方法，該方法操作簡單，原料便宜易得，對鈾酰離子吸附處理效果較好。

本發明的技術方案是：

一種采用天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂處理去除鈾酰離子的方法，在含鈾的廢液中加入吸附劑天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂，采用恒溫振蕩的方法吸附含鈾溶液中的鈾酰離子，具體步驟為：在25～35℃恒溫振蕩條件下，調節含鈾的廢液的pH為4.0～8.0，將天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂加入到含鈾的廢液中進行吸附。

所述的含鈾的廢液中鈾酰離子的濃度為40～140mg/L，吸附時間為3h～4h。

所述的天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂通過以下步驟合成：采用堿-酸-堿三步法合成甲醛與尿素(F/U)的摩爾比為0.8～1.6的天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂，首先調節甲醛的pH為7.5～8.0，加入第一批尿素，F/U的摩爾比為2.2，升溫至30～35℃，保溫反應10～15min，再升溫至55～60℃，保溫反應10～15min，接著升溫至90～95℃后保溫反應60～75min，然后調節體系的pH為4.0～4.5，繼續反應60～75min；調節體系的pH值為6.0～6.5，加入第二批尿素，F/U摩爾比為1.6，降溫到80～85℃，保溫反應20～30min；NaOH調節pH為7.5～8.0，加入混合均勻的天冬酰胺和剩余的尿素，天冬酰胺的加入量為尿素總質量的1％～5％，降溫至70～75℃，保溫20～30min，反應結束后，冷卻得到天冬酰胺改性類蛋白氨基螯合樹脂。

吸附劑的用量可根據鈾酰離子的初始濃度進行適量選擇。樹脂吸附劑可在酸性至中性條件下大量吸附溶液中的鈾酰離子。吸附時間越長，吸附效果越好，符合擬二級反應動力學模型。吸附溫度對吸附效果有一定的影響，溫度越高，吸附效果越好，可以根據具體條件作適當調整。