[發(fā)明專利]一種冠醚固載化玻璃纖維材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710330876.6 | 申請日： | 2017-05-11 |
| 公開（公告）號： | CN107115846B | 公開（公告）日： | 2020-03-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王文慶;帕孜麗亞·居來提;葉鋼;陳靖 | 申請（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號： | B01J20/22 | 分類號： | B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D59/26 |
| 代理公司： | 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246 | 代理人： | 張文寶 |
| 地址： | 10008*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 冠醚固載化 玻璃纖維 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種冠醚固載化玻璃纖維材料及其制備方法。所述冠醚的側(cè)鏈含有氨基基團；所述玻璃纖維的直徑4～10μm，表面具有丙烯酸和環(huán)氧基基團；玻璃纖維與冠醚的質(zhì)量比為(5～10)：1。本發(fā)明方法操作簡單方便，實用性強，得到的材料具有可控的冠醚負載率，合成后保持了玻璃纖維的原始形態(tài)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于離子吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種冠醚固載化玻璃纖維材料及其制備方法。
背景技術(shù)
元素鋰在自然界中存在6Li和7Li兩種穩(wěn)定同位素，其豐度分別為7.5％和92.5％。6Li和7Li是核聚變反應(yīng)(式1-1)的重要資源。自然界中幾乎不存在核聚變反應(yīng)所需的氚(T)，但可以通過6Li被中子轟擊產(chǎn)生(式1-2)。7Li則被用來作為核聚變反應(yīng)堆的堆芯冷卻劑和導(dǎo)熱的載熱劑。
D(氘)+T(氚)→He+n+17.6MeV 式(1-1)
6Li+n→T+4He+4.8MeV 式(1-2)
鋰同位素分離為元素鋰的同位素6Li和7Li的分離過程，是核聚變能開發(fā)的關(guān)鍵，關(guān)系到國家核能技術(shù)的發(fā)展及能源戰(zhàn)略的實施。目前6Li和7Li的分離方法可以分為物理法和化學(xué)法。鋰汞齊法是目前唯一的工業(yè)應(yīng)用方法，但因使用大量劇毒汞會導(dǎo)致嚴重的環(huán)境和安全問題。
冠醚或穴醚類化合物，由于其獨特的大環(huán)結(jié)構(gòu)及對金屬離子的選擇性絡(luò)合能力成為目前實現(xiàn)鋰同位素分離研究熱點。研究表明冠醚對鋰同位素分離中6Li和7Li的分離系數(shù)能夠達到1.044，與鋰汞齊法的分離系數(shù)(1.05)幾乎相當(dāng)。采用冠醚或穴醚類化合物進行鋰同位素分離的方法主要是液-液萃取法和固-液萃取法(又稱萃取色譜法)。液-液萃取法對鋰同位素的分離不僅與冠醚或穴醚本身的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，還包括萃取劑類型及萃取操作條件等，影響因素較為復(fù)雜。此外，該分離過程需要經(jīng)過多級相分離、濃縮、相轉(zhuǎn)換，工藝復(fù)雜，同時大量有機溶劑的消耗會帶來環(huán)境問題。
萃取色譜法是將對冠醚或穴醚負載于某種惰性的固體載體上，通過6Li和7Li在該固相材料上的吸附與交換，實現(xiàn)二者的分離。該方法有效避免了小分子冠醚液液萃取過程中冠醚流失、無法重復(fù)使用及小分子冠醚毒性問題。冠醚修飾的固相萃取材料包括樹脂、硅材料等。就現(xiàn)階段而言，冠醚固載化萃取材料分離鋰同位素的基礎(chǔ)研究和實驗技術(shù)尚未成熟。首先，冠醚官能團的含量偏低，導(dǎo)致鋰同位素的吸附量較少，鋰同位素分離效果差；其次，大環(huán)冠醚分子的引入使得基體材料的比表面積下降、甚至發(fā)生孔堵塞現(xiàn)象，嚴重影響鋰同位素的傳質(zhì)過程，動力學(xué)速率較慢；此外，現(xiàn)階段采用的基體材料多為樹脂、介孔二氧化硅等材料，部分樹脂機械強度不高，穩(wěn)定性差。玻璃纖維(Glass fiber,GF)具有較高的機械強度、良好的耐熱、耐腐蝕性能、較大的比表面積、吸附動力學(xué)優(yōu)勢明顯且應(yīng)用形式多樣，是一種理想的冠醚固相萃取劑基載體材料。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種冠醚固載化玻璃纖維材料及其制備方法，具體技術(shù)方案為：
一種冠醚固載化玻璃纖維材料，所述冠醚的側(cè)鏈含有氨基基團；所述玻璃纖維的直徑4～10μm，表面具有丙烯酸和環(huán)氧基基團；玻璃纖維與冠醚的質(zhì)量比為(5～10)：1。
優(yōu)選地，所述冠醚為4-氨基苯并-12-冠-4，4-氨基苯并-15-冠-5，4-氨基苯并-18-冠-6或4-氨基雙苯并-18-冠-6，其結(jié)構(gòu)式依次為式(a)～(d)。
如上所述的一種冠醚固載化玻璃纖維材料的制備方法，具體步驟為：
(1)將玻璃纖維氈浸漬于溶液I，進行表面改性；
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于清華大學(xué)，未經(jīng)清華大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201710330876.6/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
