[發明專利]一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑、制備方法及應用

在審

• 申請號: 201710200473.X
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106902741A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 楊愛麗;楊鵬;武俊紅;朱玉寬;李萍;張峰
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;G21F9/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 錢成岑

技術領域

本發明屬于含鈾放射性廢水的處理技術領域，具體為一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑、制備方法及應用。

背景技術

核工業生產過程中產生大量放射性廢水，其中含有的核素鈾具有極強的放射性和化學毒性，必須經過有效凈化處理方能進行排放，否則將嚴重影響生態環境和人體健康。從節能減排和環境保護角度來說，應用頗為廣泛的吸附法處理工藝具有操作簡便、成本低廉、無二次污染以及凈化過程快速高效等優勢。因此，穩定性好、性能優良以及成本低廉的吸附材料的制備和研究一直是放射性廢水處理領域的研究重點之一，在合成新型吸附材料的基礎上，提升該材料的吸附性能則具有重要的現實意義和應用價值。

氧化石墨烯是近年來發展起來的新型碳材料，可以快速高效地對核素污染物進行凈化處理，使放射性污染在極短的時間內降至最低，從而避免核污染的擴散和危害。然而，在水中分散性極好，造成處理后固液相分離困難。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑。

本發明的目的之二是提供所述復合吸附劑的制備方法。

本發明的目的之三是提供所述復合吸附劑在處理含鈾放射性廢水中對核素鈾吸附去除中的應用。

本發明以石墨、高錳酸鉀和濃硫酸為合成原料，采用超聲法制備出一種對放射性廢水中的核素鈾進行處理的復合吸附劑，將其應用于放射性廢水中核素鈾的吸附去除。本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑，所述吸附劑由氧化石墨烯和錳氧化物組成。

作為本發明一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑的一個具體實施例，所述吸附劑由包括氧化石墨烯、KMnO₄以及濃HCl的原料在50～60℃下超聲制備得到。

本發明還提供一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑的制備方法，包括：將氧化石墨烯與去離子水混合超聲制得氧化石墨烯懸浮液，向懸浮液中加入KMnO₄以及濃HCl，并在50～60℃超聲25～35min，依次經離心、洗滌、真空干燥后得到本發明復合吸附劑。

作為本發明一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑制備方法的一個具體實施例，所述氧化石墨烯、KMnO₄以及濃HCl的加入比例為(0.4～0.8)g：(0.5～1.5)g：(1～4)ml；所述洗滌采用去離子水和乙醇洗滌；所述真空干燥溫度為55～65℃。

作為本發明一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑制備方法的一個具體實施例，所述氧化石墨烯的制備方法為：將石墨、NaNO₃和H₂SO₄混合后至于冰浴中，緩慢加入KMnO₄，并控制反應液溫度低于20℃；除去冰浴將溫度升高至30～40℃并保持25～35min，依次加入水和H₂O₂溶液反應后得到黃褐色產物，離心、洗滌、真空干燥后即得氧化石墨烯。

作為本發明一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑制備方法的一個具體實施例，所述石墨、NaNO₃、KMnO₄的質量比為2～6：1～3：10～14；所述石墨的質量與H₂SO₄的體積比為(2～6g):(88～96)ml；所述H₂SO₄、水、H₂O₂溶液的體積比為(88～96):(180～190):(330～350)；所述洗滌采用HCl和去離子水洗滌；所述真空干燥溫度為35～45℃。

作為本發明一種處理含鈾放射性廢水的復合吸附劑制備方法的一個具體實施例，包括以下步驟：

(1)氧化石墨烯的制備：

將石墨、NaNO₃和H₂SO₄混合在燒杯中置于冰浴中，攪拌下緩慢加入KMnO₄，控制加入的速度避免反應液溫度超過20℃，除去冰浴將溶液溫度升至30～40℃保持25～35min，緩慢加入水再攪拌25～35min，加入H₂O₂反應后得到黃褐色產物，離心、洗滌、下真空干燥后即得氧化石墨烯；

(2)氧化石墨烯-錳氧化物復合吸附劑的制備：